DE2856589B1 - Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure

Info

Publication number
DE2856589B1
DE2856589B1 DE2856589A DE2856589A DE2856589B1 DE 2856589 B1 DE2856589 B1 DE 2856589B1 DE 2856589 A DE2856589 A DE 2856589A DE 2856589 A DE2856589 A DE 2856589A DE 2856589 B1 DE2856589 B1 DE 2856589B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steam
turbine
gas
nitrous
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2856589A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2856589C2 (de
Inventor
Guenter Roller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LL Plant Engineering AG
Original Assignee
Davy International AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Davy International AG filed Critical Davy International AG
Priority to DE2856589A priority Critical patent/DE2856589B1/de
Priority to NL7909116A priority patent/NL7909116A/nl
Priority to IT28320/79A priority patent/IT1126664B/it
Priority to AT0819479A priority patent/AT363959B/de
Priority to GB7944561A priority patent/GB2041900B/en
Priority to ES487324A priority patent/ES487324A1/es
Priority to US06/108,233 priority patent/US4305919A/en
Priority to FR7932042A priority patent/FR2445296A1/fr
Priority to JP17387179A priority patent/JPS55109212A/ja
Publication of DE2856589B1 publication Critical patent/DE2856589B1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2856589C2 publication Critical patent/DE2856589C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24—Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/28—Apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmäßig gekuppelten Turbine(n) in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersäure durch katalytische Ammoniakverbrennung mit Luft. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Salpetersäure wird nahezu ausschließlich durch Oxidation von gasförmigem Ammoniak mit Luftsauerstoff zu Stickstoffmonoxid, nachfolgende Abkühlung und Oxidation der Nitrosegase und Absorption der Stickoxide hergestellt. Zur Erfüllung gewisser Umweltschutzauflagen und aus sonstigen Gründen arbeiten große Anlagen, z. B. von etwa 400 t/Tag HNO3 aufwärts, nach dem sogenannten Mitteldruck'/Hochdruck-Verfahren. Bei diesem Verfahren erfolgt die Ammoniakoxidation zu Stickstoffmonoxid und der größte Teil der Reaktionswärmenutzung und Reaktionsgasabkühlung unter einem mittleren Druck von etwa 3,5 bis 6 bar, der durch einen Luftkompressor erzeugt wird. Die Absorption der Nitrosegase in Wasser erfolgt bei diesem Verfahren unter einem hohen Druck von etwa 9 bis 14 bar. Wegen dieser unterschiedlichen Reaktionsdrükke ist bei diesem Verfahren ein Nitrosegaskompressor
für die Druckanhebung beim Übergang vom Mitteldruckteil zum Hochdruckteil erforderlich.
Daneben sind Anlagen bekannt, die auch bei anderen Druckstufen bzw. Druckstufenkombinationen arbeiten. Am gebräuchlichsten ist in Europa der sogenannte Mono-Mitteldruckprozeß, bei dem die Ammoniakoxidation zu Stickstoffmonoxid, die Wärmerückgewinnung, Gaskühlung und Absorption bei einem mittleren Druck von etwa 3,5 bis 6 bar durchgeführt wird.
Es ist bekannt, die bei der Ammoniakoxidation zu Stickoxid anfallende Reaktionswärme zum Antrieb des erforderlichen Prozeßluft- und/oder Nitrosegaskompressors auszunutzen. Darüber hinaus kann Überschußenergie als Dampf und/oder nach Antrieb eines
ORIGINAL INSPECTED
Stromgenerators als elektrische Energie vom System abgegeben werden. Beim kontinuierlichen Betrieb der Salpetersäureanlagen wird durch geeignete Absorptionsverfahren und/oder katalytische Reinigungsverfahren die NOx-Emission unterhalb der behördlich vorgeschriebenen Werte gehalten. Bei plötzlichen Notabschaltungen des Prozeßammoniaks, die z. B. durch Stromausfälle, Prozeßstörungen oder Bedienungsfehler verursacht werden können, entweichen jedoch häufig Nitrosegase, so daß Umweltbelästigungen entstehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Antrieb des Luft- und/oder Nitrosegas-Kompressors außer durch die Endgasturbine durch eine Dampfturbine erfolgt. Der Grund hierfür liegt hauptsächlich darin, daß nach einer Schnellabschaltung des Ammoniaks und damit Unterbrechung der Wärmeerzeugung im System aus diesem sehr schnell keine ausreichende Energiemenge zur Verfugung steht, um den Luftkompressor und bei dem Mitteldruck-Hochdruckverfahren auch den Nitrosegaskompressor noch so lange in Betrieb zu halten, bis die in der Anlage befindlichen, im Falle einer Abblasung die Umwelt belastenden Nitrosegase in die Absorption gefördert und damit in Salpetersäure umgewandelt sind. Die für einen Weiterbetrieb des Kompressorsatzes nach einer Schnellabschaltung des Ammoniaks praktisch sofort erforderliche Hochdruckdampfmenge (ζ. Β. Überdruck 40 bar; Temperatur 673 K) liegt in einer modernen Anlage mit einer Kapazität von 10001 HNO3 pro Tag in Abhängigkeit von der Prozeßführung in dem Bereich von etwa 25 bis 35 t/h. Da nach einer Schnellabschaltung des Ammoniaks auch die Endgastemperatur sehr schnell absinkt und sich der Kompressorsatz nicht beliebig schnell auf Teillast herunterfahren läßt, erhöht sich diese erforderliche Dampfmenge noch beträchtlich. In der Praxis ist es im allgemeinen nicht möglich, diese Dampfmenge in der erforderlichen Zeitspanne aus einem Dampfnetz des Werkes ohne größere Schwierigkeiten heranzuführen bzw. bereitzustellen. Dieser Energiemangel führt daher in den meisten Fällen zur Abschaltung des Kompressoraggregates, bevor die Nitrosegase zu Produktsäure umgesetzt sind.
Da die in der Anlage eingeschlossenen, nicht umgesetzten Nitrosegase erhebliche Korrosion verursachen können und das normale Wiederanfahren der Anlage unmöglich machen, ist es in höchstem Maße unerwünscht, daß die Nitrosegase in der Anlage verbleiben. Die in den verschiedenen Anlagenteilen unter Druck befindlichen Nitrosegase müssen daher entspannt werden. Dabei versucht man im allgemeinen, die Gase über die Absorptionskolonne zu entspannen, um noch so viel Stickoxid wie möglich in Salpetersäure umzusetzen. Dies ist jedoch keine befriedigende Lösung, insbesondere deshalb nicht, weil sich die Absorptionsbedingungen in der Absorptionskolonne mit abnehmendem Druck schnell verschlechtern. Bei Mitteldruck-Hochdruck-Anlagen wird die Umweltbelastung durch Nitrosegase noch dadurch vergrößert, daß der Mitteldruckteil, der normalerweise Gase mit einem Nitrosegehalt in der Größenordnung von etwa 9 bis 11 Vol.% enthält, ebenfalls entspannt werden muß, bevor dieser Teil mit Luft durchgespült werden kann. Die dargelegten Probleme sind bei Großanlagen besonders gravierend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Umweltbelastungen zu vermeiden, die bei einem Schnellschluß der Ammoniakzufuhr zu Salpetersäureanlagen durch die dann notwendige Entfernung der in der Anlage vorhandenen Nitrosegase auftreten. Insbesondere sollen die in der Anlage eingeschlossenen Nitrosegase trotz der mit dem Ammoniak-Schnellschluß beendeten Freisetzung von Wärmeenergie noch zu Salpetersäure umgesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge ein Verfahren zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegaskompressor antriebsmäßig gekuppelten Turbine(n) in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersäure durch katalytische Ammoniakverbrennung mit Luft, Kühlung der nitrosen Verbrennungsgase durch Erzeugung von Wasserdampf und/oder durch Vorwärmung von Endgas, Antrieb der Turbine(n) durch den erzeugten Wasserdampf und/oder Entspannung des vorgewärmten Endgases sowie Absorption der nitrosen Gase aus dem Gasstrom. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man von der bei der Ammoniakverbrennung entstehenden Reaktionswärme einen Teil speichert, die gespeicherte Wärmeenergie bei einer Unterbrechung der Zufuhr des zu verbrennenden Ammoniaks für den Turbinenantrieb einsetzt und die gespeicherte Energie so bemißt, daß sie so lange für den Antrieb ausreicht, bis im wesentlichen die gesamten, zum Zeitpunkt einer Unterbrechung der Ammoniakzufuhr nicht umgesetzten nitrosen Verbrennungsgase in die Absorption gefördert sind. Durch diese Energiespeicherung kann in einfacher und kostengünstiger Weise das Kompressoraggregat auch nach Abschaltung der energieliefernden Ammoniakverbrennung genügend lange in Betrieb gehalten werden, um die nitrosen Gase in der Anlage durch Luft zu verdrängen, in die Absorptionskolonne zu fördern, dort zu absorbieren und so bis auf sehr geringe Restgehalte aus dem Gas zu entfernen, so daß dieses keine Umweltbelastung mehr darstellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl bei Mono-Mitteldruck-Anlagen als auch bei Mitteldruck-Hochdruck-Anlagen sowie auch bei Anlagen mit anderen Druckstufen anwendbar.
Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens speichert man die Wärmeenergie in Form fühlbarer Wärme fester Stoffe und/ oder in dem Wasserdampfsystem in Form eines höheren Dampfdruckes und/oder eines größeren Betriebsinhaltes des Kesselsystems. Diese die Wärme speichernden festen Stoffe werden entweder von den Medien (Heißdampf; Endgas) umströmt, die zur Beaufschlagung der Turbine(n) dienen, oder sie werden beim normalen Betrieb von dem heißen Nitrosegas umströmt und heizen bei einer Ammoniak-Notabschaltung den Luftstrom auf, der dann das Endgas vorwärmt, bevor dieses entspannt wird. Die Wärmeenergie kann ferner in dem Dampfsystem der der Ammoniakverbrennung strömungsmäßig· nachgeschalteten Dampferzeugung durch die Abhitze gespeichert werden, z. B. dadurch, daß man den Dampfdruck erhöht und die Kesselwassermenge steigert und dadurch die Energiereserve schafft, die bei Ammoniakabschaltung für den Kompressorantrieb verfügbar ist.
Zweckmäßigerweise dient die als fühlbare Wärme fester Stoffe gespeicherte Energie bei Ausschaltung der Ammoniakverbrennung zur Dampferzeugung und/oder -überhitzung und der so erhaltene Dampf dann als Antriebsmittel für die Turbine(n). Die festen Stoffe können beispielsweise Füllkörper hoher spezifischer Wärme, hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Dichte sein, die im Nitrosegasweg angeordnet sind.
Ein derartiger Wärmespeicher kann aber auch in der
Abgabedampfleitung zur Dampfturbine angeordnet sein und dort den Dampf überhitzen.
Nach einer anderen Ausführungsform benutzt man die als fühlbare Wärme fester Stoffe gespeicherte Energie bei Ausschaltung der Ammoniakverbrennung zur Erwärmung des Endgases, bevor dieses für dieses für den Turbinenantrieb eingesetzt wird. In diesem Falle werden die wärmeabgebenden festen Stoffe unmittelbar vom Endgas umströmt, oder sie liegen beim normalen Betrieb im Nitrosegasstrom und nach Abschaltung des Ammoniaks im Luftstrom, heizen diesen dann auf und ermöglichen so eine Wärmeübertragung auf das Endgas durch den oder die Endgaswärmeaustauscher.
Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bemißt man die gespeicherte Energiemenge so, daß sie für eine Turbinenantriebsdauer im Bereich von 0,5 bis 5 Minuten ausreicht.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt wenigstens einen mit einer Dampfturbine und/oder einer Endgasentspannungsturbine antriebsmäßig gekuppelten Kompressor für die Luft- und/oder Nitrosegasverdichtung, ein Verbrennungselement für die Ammoniakverbrennung, einen Dampferzeuger, dessen Dampfsystem an die Dampfturbine angeschlossen ist, wenigstens einen Wärmeaustauscher für die Vorwärmung von Endgas, der endgasabströmseitig an die Endgasentspannungsturbine angeschlossen ist, ggf. einen Nitrosegaskompressor und wenigstens eine Kolonne für die Absorption der nitrosen Gase. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nitrosegasweg zwischen dem im Verbrennungselement angeordneten Kontakt und dem ersten Endgasvorwärmer und/oder in dem Endgasweg zwischen dem ersten Endgasvorwärmer und der Endgasentspannungsturbine und/oder in dem Dampfsystem des Dampferzeugers und/oder in dem Dampfweg von dem Dampfsystem zur Dampfturbine zusätzliche Wärmespeicher angeordnet sind. Der Ausdruck »Wärmespeicher« ist so zu verstehen, daß er nicht auf die Speicherung fühlbarer Wärme beschränkt sein soll, sondern auch andere Energiespeicher umfaßt, soweit deren Energie schnell und wirtschaftlich zur Bereitstellung von Heißdampf oder Endgaserhitzung dienen kann. So kann die Energiereserve in Form von z. B. von 40 auf 50 bar erhöhtem Dampfdruck und vergrößertem Kesselwasservolumen bzw. Dampftrommelvolumen vorgesehen sein. Durch diese Wärmespeicher wird während des normalen Betriebs der Anlage soviel Wärmeenergie gespeichert, daß bei einer Beendigung der Wärmefreisetzung infolge Unterbrechung der Ammoniakverbrennung genügend Speicherenergie vorhanden ist, um die Turbine(n) für den Antrieb des Luft- und/oder Nitrosegaskompressors mit dem aus der Anlage noch verfügbaren Heißdampf und heißen Endgas so lange in Betrieb halten zu können, bis das bei Ende der Ammoniakverbrennung in der Anlage eingeschlossene Nitrosegas durch Luft verdrängt und in der Absorptionsstufe von der Absorptionsflüssigkeit aufgenommen ist.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zusätzliche Wärmespeicher in dem Nitrosegasweg (a) eine Füllkörperschicht unter dem Kontaktnetz des Verbrennungselementes mit einer Schichtdicke in dem Bereich von 100 bis 500 mm und/oder (b) ein gasabströmseitig des Verbrennungselementes angeordneter Behälter mit Wärmespeichermasse. Nach dieser Ausführungsform ist die Füllkörperschichthöhe über die zur Kontaktnetzaufnahme bzw. Gasverteilung normalerweise erforderliche Höhe wählt man Füllkörper mit hoher spezifischer Wärme, hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Dichte aus, um so das Wärmespeichervermögen und eine schnelle Wärmeübertragung auf den die Füllkörperschicht durchströmenden Gasstrom zu ermöglichen. Der Sinn dieser Speicherkapazität liegt in erster Linie darin, genügend Wärme zur Überhitzung des von der Dampftrommel kommenden Dampfes zur Verfügung zu haben. Bei der
ίο Dimensionierung ist außerdem zu berücksichtigen, daß ein Teil dieser Wärme ungewolltermaßen zur Sattdampferzeugung dient, wenn bei der sogenannten gekühlten Netzunterstützung die Füllkörperschicht auf einer vom Kesselumlaufwasser durchströmten Rohrschlange bzw. Balkenlage liegt, die einen Teil der von den Füllkörpern gespeicherten Wärme aufnimmt und in Sattdampf überführt. Der Behälter mit Wärmespeichermasse liegt vorzugsweise zwischen dem Gasaustritt des dem Verbrennungselement zugeordneten Verdampferteils und dem Gaseintritt des ersten Endgasvorwärmers in Richtung des Nitrosegasstroms betrachtet. Dieser Behälter kann ein Heißoxidationsbehälter sein, der mit Füllkörpern ausgefüllt ist. Selbstverständlich kann die Wärmespeichermasse auch unmittelbar in die vorhandene Rohrleitung eingebracht werden. Auch in diesem Falle sind die Füllkörper bezüglich hoher spezifischer Wärme, Wärmeleitfähigkeit und Dichte sowie kleinem Druckverlust in der Schüttung optimiert.
Weiterhin kann der Wärmespeicher in der Endgasleitung ein vor der Endgasentspannungsturbine angeordneter Behälter mit Wärmespeichermasse sein. Auch in diesem Falle kann die Wärmespeichermasse aus Füllkörpern bestehen, die in gleicher Weise optimiert sind wie die von dem Nitrosegas umströmten Füllkörper. Anstelle eines besonderen Behälters kann die Wärmespeichermasse auch unmittelbar in der Rohrleitung untergebracht sein.
Vorzugsweise ist der zusätzliche Wärmespeicher in dem Dampfsystem in Form einer hinsichtlich Rauminhalt und Druck überdimensionierten Dampftrommel ausgebildet. Das Dampftrommelvolumen ist erfindungsgemäß über das für diese Kesselbauart (z. B. La-Mont-Kessel) erforderliche Volumen hinaus vergrößert. Dies wird mit einer Anhebung des Trommelbetriebsdruckes über den für diese Kesselbauart normalerweise erforderlichen Druck hinaus kombiniert. Hat der Dampf an der Abgabestelle z. B. eine Temperatur von 710 K und einen Überdruck von 42 bar, so ist der Druck in der Dampftrommel gewöhnlich um etwa 3 bar höher.
so Erhöht man diesen Druck um etwa weitere 5 bar und kombiniert dies mit einer geringen Trommelvergrößerung, so schafft man hierdurch eine Energiereserve (als Sattdampf, Heißwasser), die schnell als Treibdampf mobilisiert werden kann, so daß hiermit nach Überhitzung mit der oben beschriebenen, in der Füllkörperschicht unter den Kontaktnetzen gespeicherten Wärmemenge die Dampfturbine für eine zur Weiterförderung der nitrosen Gase ausreichende Zeit, insbesondere für einige Minuten weiter in Betrieb gehalten werden kann.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, daß der zusätzliche Wärmespeicher in der Dampfleitung zwischen dem Dampfsystem und der Dampfturbine ein Behälter mit Wärmespeichermasse ist. Der Wärmespeieher ist in der Abgabedampfleitung zur Dampfturbine vor der Druckreduktion bzw. dem Überströmregler angeordnet. Der Speicher kann ein Behälter mit einer geeigneten Füllung von hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B.
C-Stahl, sein. Der Speicher kann sich auch unmittelbar in der Rohrleitung befinden. Schließlich ist es auch möglich, die Speicherwärmekapazität des Überhitzers zu erhöhen, z.B. durch Vergrößerung desselben und/oder vergrößerte Wandstärke der Überhitzerrohre oder ähnliche Maßnahmen. Durch diesen zusätzlichen Wärmespeicher ist es möglich, den nach Abschalten der Ammoniakverbrennung von der Anlage noch gelieferten Heißdampf zusätzlich zu überhitzen und so die an der Dampfturbine verfügbare mechanische Energie kurze Zeit auf gewünschter Höhe zu halten.
Die vorgenannten Maßnahmen können erfindungsgemäß in unterschiedlichen Kombinationen Anwendung finden, wobei nur dafür zu sorgen ist, daß die Summe der gespeicherten Wärmeenergien für den zeitlich begrenzten Weiterantrieb des Kompressorsatzes ausreicht. Diese Maßnahmen können überdies kombiniert werden mit einer automatischen Drehzahl- bzw. Lastreduktion bzw. Lastangleichung der einzelnen Komponenten des Kompressoraggregates.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der das Fließbild einer Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt ist.
Durch den Luftkompressor 1 wird durch Leitung la angesaugte Luft auf z. B. 5 bar komprimiert, in dem Kühler 5 auf z.B. 170°C abgekühlt und in der Ammoniak/Luft-Mischdüse 6 mit durch Leitung 16 zugeführtem Ammoniakgas gemischt Das Gemisch tritt von oben in das Verbrennungselement 11 ein, in dem auf einer gekühlten Unterstützung 9 eine 300 mm hohe Füllkörperschicht 8 und darüber eine Schicht 7 aus Kontaktnetzen ruht. Abströmseitig der Unterstützungsträger 9 schließt sich an das Verbrennungselement 11 ein Verdampferteil 11a an, in dem die Dampfüberhitzerrohre 10 und die Kesselumlaufwasserrohre 9a angeordnet sind. Das Wasser aus der Dampftrommel 12 gelangt durch die Rohre 9,9a zurück in die Dampftrommel. Der Dampf aus der Trommel 12 durchströmt die Überhitzerrohre 10 und gelangt dann durch die Abgabedampfleitung mit dem Wärmespeicher 16 zur Dampfturbine 3, die mit dem Luftkompressor 1 antriebsmäßig gekuppelt ist. Der Dampf wird in der Turbine 3 entspannt und in einem Dampfturbinenkondensator (nicht dargestellt) kondensiert. Frisches Kesselspeisewasser wird durch Leitung 12a in die Trommel 12 gefahren.
Das in dem Verbrennungselement 11 gebildete Nitrosegas verläßt den Verdampferteil lla bzw. 9a mit einer Temperatur von z. B. 390° C und durchströmt dann den als Wärmespeicher ausgebildeten Heißoxidationsbehälter 14, den Endgasvorwärmer 17, die summarisch dargestellten weiteren Wärmeaustauscher bzw. Apparate 18 im Mitteldruckteil und wird dann durch den Nitrosegaskompressor 2 auf 12 bar komprimiert. Der Nitrosegaskompressor 2 ist auf der gleichen Welle wie der Luftkompressor 1 angeordnet und wird mit diesem zusammen angetrieben. Das komprimierte Nitrosegas durchströmt dann die summarisch angedeuteten weiteren Wärmeaustauscher bzw. Apparate 19 im Hochdruckteil der Anlage und tritt in eine Absorotionskolonne 20 ein, die z. B. mit Prozeßwasser beaufschlagt werden kann. In der Kolonne werden die Nitrosegase aus dem Gas unter Bildung von Salpetersäure ausgewaschen.
Das Endgas verläßt die Kolonne 20 durch Leitung 21 und wird in den Wärmeaustauschern 5 und/oder 18 und/oder 19 erwärmt (nicht dargestellt). Es tritt dann in den Endgasvorwärmer 17 ein, durchströmt den in der Endgasleitung angeordneten Wärmespeicher 15 und wird in der Endgasentspannungsturbine 4 entspannt, die auf der gleichen Welle wie die Kompressoren 1 und 2 und die Dampfturbine 3 sitzt. Das entspannte Endgas wird durch einen Kamin (nicht dargestellt) in die Atmospäre abgegeben.
Die Wärmespeicher 8,14,15 und 16 sowie die erhöhte Energiespeicherung in dem Dampfsystem müssen nicht alle gleichzeitig realisiert sein. Zur Speicherung der erforderlichen Energie genügt beispielsweise eine geeignet hoch ausgebildete Füllkörperschicht 8 in Kombination mit einer Dampfspeicherung in der entsprechend überdimensionierten Trommel 12 oder eine Kombination aus dieser Füllkörperschicht 8 mit dem als Wärmespeicher ausgebildeten Heißoxidationsbehälter 14. Entscheidend ist nur, daß die Summe der gespeicherten Energien ausreicht, um bei Abschaltung der Ammoniakverbrennung genügend Heißdampf und/ oder heißes Endgas für den zeitlich begrenzten weiteren Antrieb der Turbinen 3, 4 zur Verfügung zu stellen. Dabei kann die erforderliche weitere Laufzeit der Verdichter 1, 2 nach Abstellen der Ammoniakzufuhr in Abhängigkeit von dem Verfahren der Salpetersäureherstellung und der Größe der Anlage erheblich variieren. Sie ist jedoch für eine bestimmte Anlage eine vorgegebene Größe, so daß es jedem Fachmann möglich ist, die zu installierende Wärmekapazität zu berechnen, die der erforderlichen zusätzlichen Kompressorlaufzeit entspricht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 030113/457

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegaskompressor antriebsmäßig gekuppelten Turbine(n) in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersäure durch katalytische Ammoniakverbrennung mit Luft, Kühlung der nitrosen Verbrennungsgase durch Erzeugung von Wasserdampf und/oder durch Vorwärmung von Endgas, Antrieb der Turbine(n) durch den erzeugten Wasserdampf und/oder Entspannung des vorgewärmten Endgases sowie Absorption der nitrosen Gase aus dem Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man von der bei der Ammoniakverbrennung entstehenden Reaktionswärme einen Teil speichert, die gespeicherte Energie bei einer Unterbrechung der Zufuhr des zu verbrennenden Ammoniaks für den Turbinenantrieb einsetzt und die gespeicherte Energiemenge so bemißt, daß sie solange für den Antrieb ausreicht, bis im wesentlichen die gesamten, zum Zeitpunkt einer Unterbrechung der Ammoniakzufuhr nicht umgesetzten nitrosen Verbrennungsgase in die Absorption gefördert sind. ,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmeenergie in Form fühlbarer Wärme fester Stoffe und/oder in dem Wasserdampfsystem in Form eines höheren Dampfdrucks und/oder eines größeren Betriebsinhaltes des Kesselsystems speichert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als fühlbare Wärme fester Stoffe gespeicherte Energie bei Ausschaltung der Ammoniakverbrennung zur Dampferzeugung und/ oder -überhitzung dient und man diesen Dampf als Antriebsmittel für die Turbine einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die als fühlbare Wärme fester Stoffe gespeicherte Energie bei Ausschaltung der Ammoniakverbrennung zur Erwärmung des Endgases benutzt, bevor dieses für den Turbinenantrieb eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die gespeicherte Energiemenge so bemißt, daß sie 0,5 bis 5 Minuten für den Turbinenantrieb ausreicht.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit wenigstens einem mit einer Dampfturbine und/oder einer Endgasentspannungsturbine antriebsmäßig gekuppelten Kompressor für die Luft- und/oder Nitrosegasverdichtung, einem Verbrennungselement für die Ammoniak-Verbrennung, einem Dampferzeuger, dessen Dampfsystem an die Dampfturbine angeschlossen ist, wenigstens einem Wärmeaustauscher für die Vorwärmung von Endgas, der endgasabströmseitig an die Endgasentspannungsturbine angeschlossen ist, ggf. einem Nitrosegaskompressor und wenigstens einer Kolonne für die Absorption der nitrosen Gase, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nitrosegasweg zwischen dem im Verbrennungselement (11) angeordneten Kontakt (7) und dem ersten Endgasvorwärmer (17) und/oder in dem Endgasweg zwischen dem ersten Endgasvorwärmer (17) und der Endgasentspannungsturbine (4) und/ oder in dem Dampfsystem (11a, 12) und/oder in dem Dampfweg von dem Dampfsystem (Ha, 12) zu der
Dampfturbine (3) Wärmespeicher (8,14 bzw. 15 bzw. 12 bzw. 16) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Wärmespeicher in dem Nitrosegasweg
a) eine Füllkörperschicht (8) unter den Kontaktnetzen (7) des Verbrennungselementes (11) mit einer Schichtdicke in dem Bereich von 100 bis 500 mm und/oder
b) ein gasabstromseitig des Verbrennungselementes (11) angeordneter Behälter (14) mit Wärmespeichermasse ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Wärmespeicher in der Endgasleitung ein vor der Endgasentspannungsturbine (4) angeordneter Behälter (15) mit Wärmespeichermasse ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Wärmespeicher in dem Dampfsystem (Ha, 12) in Form einer hinsichtlich Rauminhalt und Druck überdimensionierten Dampftrommel (12) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Wärmespeicher in der Dampfleitung zwischen dem Dampfsystem (Ha, 12) und der Dampfturbine (3) ein Behälter (16) mit Wärmespeichermasse ist.
DE2856589A 1978-12-29 1978-12-29 Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure Granted DE2856589B1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2856589A DE2856589B1 (de) 1978-12-29 1978-12-29 Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure
NL7909116A NL7909116A (nl) 1978-12-29 1979-12-18 Werkwijze voor het aandrijven van een van de met de lucht- en/of de nitreuze gascompressor aandrijfmatig gekoppelde turbine(s) in een installatie voor het bereiden van salpeterzuur door katalytische ammoniakverbranding met lucht alsmede een daarbij toe te passen inrichting.
IT28320/79A IT1126664B (it) 1978-12-29 1979-12-21 Procedimento e dispositivo per l'azionamento,limitato nel tempo,delle turbine con comando accoppiato al compressore d'aria e/o di gas nitroso in un impianto per la produzione di acido nitrico
GB7944561A GB2041900B (en) 1978-12-29 1979-12-28 Manufacture of nitric acid
AT0819479A AT363959B (de) 1978-12-29 1979-12-28 Verfahren und vorrichtung zum zetlich begrenzten antrieb der mit dem luft- und/oder dem nitrosegas-kompressor antriebsmaessig gekuppelten turbine(n) in einer anlage zur herstellung von salpetersaeure
ES487324A ES487324A1 (es) 1978-12-29 1979-12-28 Procedimiento e instalacion para el accionamiento temporal- mente limitado, de una o varias turbinas, acopladas para su propulsion, al compresor de aire y-o de gas nitroso en una planta para la fabricacion de acido nitrico
US06/108,233 US4305919A (en) 1978-12-29 1979-12-28 Process and plant equipment for the short-term propulsion of one or several turbines coupled to an air and/or nitrous gas compressor in a plant for the production of nitric acid
FR7932042A FR2445296A1 (fr) 1978-12-29 1979-12-28 Procede et dispositif d'entrainement, pendant un temps limite, de turbine attelee a un compresseur d'air ou de gaz nitreux dans une installation de fabrication d'acide nitrique
JP17387179A JPS55109212A (en) 1978-12-29 1979-12-28 Method and device for timeelimited operation of turbine interlocked with air and or nitrogen oxide gas compressor of nitric acid production equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2856589A DE2856589B1 (de) 1978-12-29 1978-12-29 Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2856589B1 true DE2856589B1 (de) 1980-03-27
DE2856589C2 DE2856589C2 (de) 1987-06-19

Family

ID=6058621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2856589A Granted DE2856589B1 (de) 1978-12-29 1978-12-29 Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4305919A (de)
JP (1) JPS55109212A (de)
AT (1) AT363959B (de)
DE (1) DE2856589B1 (de)
ES (1) ES487324A1 (de)
FR (1) FR2445296A1 (de)
GB (1) GB2041900B (de)
IT (1) IT1126664B (de)
NL (1) NL7909116A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999007638A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-18 L. & C. Steinmüller Gmbh Verfahren zur herstellung von salpetersäure und vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4869890A (en) * 1988-04-05 1989-09-26 Air Products And Chemicals, Inc. Control of nitric acid plant stack opacity during start-up and shutdown
US5441712A (en) * 1993-10-15 1995-08-15 Bhp Minerals International Inc. Hydrometallurgical process for producing zinc oxide
ES2177162T3 (es) 1998-03-26 2002-12-01 Uhde Gmbh Procedimiento e instalacion para la preparacion de acido nitrico.
DE10001540B4 (de) * 2000-01-14 2005-06-23 Uhde Gmbh Beseitigung von Lachgas bei der Salpetersäureproduktion
DE10011335A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-20 Krupp Uhde Gmbh Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure
JP5327686B1 (ja) * 2012-06-13 2013-10-30 武史 畑中 次世代カーボンフリーボイラ、その運転方法及び次世代カーボンフリーボイラにおける水素リッチアンモニアの製造方法並びに次世代カーボンフリーボイラ、その運転方法及び次世代カーボンフリーボイラにおける水素リッチアンモニアの製造方法に利用する尿素水
JP5315492B1 (ja) * 2012-06-13 2013-10-16 武史 畑中 次世代カーボンフリー発電プラント及び次世代カーボンフリー発電方法並びに次世代カーボンフリー発電プラント及び次世代カーボンフリー発電方法に利用する尿素水
RU2536949C1 (ru) * 2013-07-08 2014-12-27 Закрытое Акционерное Общество Научно-производственная фирма "НЕВТУРБОТЕСТ" (ЗАО "НПФ "НЕВТУРБОТЕСТ" Способ интенсификации установок по производству неконцентрированной азотной кислоты
DE102016206872A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Verminderung der NOx-Abgaskonzentration in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersäure beim Ab- und/oder Anfahren der Anlage
CN110878780B (zh) * 2019-11-15 2021-07-23 苏州美钢创业投资合伙企业(有限合伙) 一种便于移动的具有散热功能的液压站

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2942953A (en) * 1955-10-14 1960-06-28 Elliott Co Acid producing plant
US2955917A (en) * 1958-05-13 1960-10-11 Edward S Roberts Process and apparatus for the manufacture of nitric acid at elevated pressures with full power recovery
US3108577A (en) * 1961-05-22 1963-10-29 Burns & Roe Inc Heat storage and steam generating unit
FR1368861A (fr) * 1963-06-25 1964-08-07 Azote & Prod Chim Perfectionnements à la fabrication de l'acide nitrique
GB1143946A (en) * 1965-05-28 1969-02-26 Humphreys & Glasgow Ltd Process and apparatus for the manufacture of nitric acid
BE788368A (fr) * 1971-09-10 1973-01-02 D M Weatherly Cy Procede et appareil pour la compression en plusieurs etages d'un premier courant de gaz avec l'energie derivee d'un second courant de gaz
DE2222098A1 (de) * 1972-05-05 1973-11-22 Klemens Dipl-Ing Lurz Ammoniak - verbrennungsofen
GB1426875A (en) * 1972-06-05 1976-03-03 Ici Ltd Oxidation of ammonia
US3977832A (en) * 1975-01-20 1976-08-31 Air Products And Chemicals, Inc. System for control of a nitric acid plant
DE2732320A1 (de) * 1976-07-19 1978-01-26 Gen Electric Verfahren und vorrichtung fuer den waermeaustausch zur thermischen energiespeicherung
FR2369210A1 (fr) * 1976-10-29 1978-05-26 Robichon Patrice Procede reduisant les taux de rejet en oxydes d

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999007638A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-18 L. & C. Steinmüller Gmbh Verfahren zur herstellung von salpetersäure und vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
GB2041900B (en) 1982-10-27
US4305919A (en) 1981-12-15
FR2445296A1 (fr) 1980-07-25
JPS55109212A (en) 1980-08-22
JPS6261525B2 (de) 1987-12-22
DE2856589C2 (de) 1987-06-19
ES487324A1 (es) 1980-09-16
FR2445296B1 (de) 1983-03-18
ATA819479A (de) 1981-02-15
IT1126664B (it) 1986-05-21
GB2041900A (en) 1980-09-17
IT7928320A0 (it) 1979-12-21
AT363959B (de) 1981-09-10
NL7909116A (nl) 1980-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112020001250B4 (de) Ammoniakzersetzungsanlage, hiermit ausgestattetes gasturbinenkraftwerk, und ammoniakzersetzungsverfahren
DE69907843T2 (de) Wärmekraftwerk
DE2835852C2 (de) Kombinierte Gas-Dampfkraftanlage mit einer Vergasungseinrichtung für den Brennstoff
DE60025415T2 (de) Zweidruck-Gasturbinensystem mit partieller Regeneration und Dampfeinspritzung
DE10330859A1 (de) Verfahren zum Betrieb von emissionsfreien Gasturbinenkraftwerken
EP0211335A1 (de) Kombiniertes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk
DE2856589B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum zeitlich begrenzten Antrieb der mit dem Luft- und/oder dem Nitrosegas-Kompressor antriebsmaessig gekuppelten Turbine(n)in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersaeure
DE69105961T2 (de) Rückgewinnung von energie aus einem schwefelsäureprozess.
DE2555897A1 (de) Verfahren zum ausnutzen der ueberschusswaerme eines elektrizitaetswerks
EP2423465A2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks sowie Einrichtung zur Erzeugung von Dampf
DE3633690A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur entfernung von sauren gasen, wie so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts), so(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts), h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s, co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und/oder cos, aus heissen gasgemischen
DE3404915A1 (de) Verfahren zur verbrennung wasserhaltiger brennstoffe und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE102006029524B4 (de) Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage
EP0826096B1 (de) Verfahren und anordnung zum entgasen eines kondensats
WO2011020767A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verwertung von biomassse
DE2951557C2 (de) Verfahren zum Betreiben eines thermischen Stofftrennprozesses mit integrierter Wärmerückführung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0361612A2 (de) Verfahren zum Erzeugen von Elektrizität
DE2737059B2 (de) Kreisprozeß mit einem Mehrstoffarbeitsmittel
EP0162269A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufheizung von Rauchgasen
DE3101051A1 (de) "zwischenkreislauf fuer ein druckfliessbett"
EP4028145B1 (de) Power-to-x-anlage mit optimierter wasserstofftrocknung und reinigung
DE2656463C3 (de) Kernkraftanlage mit gasgekühltem Reaktor
CH668290A5 (en) Combined gas turbine steam plant - has overheating device for saturated steam coupled to steam generator
DE102013205053B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines einen Wasser-Dampf-Kreislauf aufweisenden Kraftwerks
DE2523671A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des thermischen wirkungsgrades von kraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
8227 New person/name/address of the applicant

Free format text: DAVY MCKEE AG, 6000 FRANKFURT, DE

8281 Inventor (new situation)

Free format text: ROLLER, GUENTER, 5000 KOELN, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ZIMMER AG, 6000 FRANKFURT, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee