DE934587C

DE934587C - Method for utilizing the ammonia evaporation cold in the absorption of ammonia combustion gases

Info

Publication number: DE934587C
Application number: DEP12511D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Schnur; Heinrich Dr Tramm
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1955-10-27

Description

undand

Wenn Salpetersäure durch katalytisch^ Oxydation von Ammoniakdämpfen, d. h. durch Ammoniak-Verbrennung gewonnen wird, dann ist das in flüssiger Form zugeführte Ammoniak zunächst zu verdampfen. Mit der hierbei negativ auftretenden Ammoniak-Verdampfungswärme (Verdampfungskälte) lassen sich Temperaturen erzeugen, die gegebenenfalls unterhalb des Nullpunktes liegen. Diesen wertvollen Kältevorrat hatIf nitric acid is produced by the catalytic oxidation of ammonia vapors, i. H. by burning ammonia is obtained, then the ammonia supplied in liquid form must first be evaporated. With the negatively occurring Ammonia heat of evaporation (evaporation cold) temperatures can be generated, which may be below the zero point. Has this valuable cold store

ίο man bei der Absorption von durch Ammoniak-Verbrennung gewonnenen nitrosen Gasen bisher meist derart ausgenutzt, daß die Kälte auf Kühlsolen oder auf die in der Absorptionsanlage umlaufende Salpetersäure übertragen wurde. Auf diese Weise wurden bei der Salpetersäureherstellung vielfach solche Reaktionswärmemengen abgeführt, die sich mit gewöhnlichem Kühlwasser hätten beseitigen lassen. Hierbei hat man die Umlaufsäure der letzten Absorptionstürme bereits mit Sole gekühlt.ίο one in the absorption of ammonia by combustion nitrous gases obtained so far have mostly been exploited in such a way that the cold on cooling brines or was transferred to the nitric acid circulating in the absorption system. To this In the nitric acid production, such amounts of heat of reaction were often dissipated that could have been eliminated with ordinary cooling water. Here you have the circulating acid last absorption towers already cooled with brine.

Bei der Absorption von Salpetersäure ist es bereits bekannt, die nitrosen Gase nach der letzten Oxydationsstufe durch Wärmeaustausch mit der die Absorptionsvorrichtung verlassenden Säure bis zu einer möglichst tiefen Temperatur abzukühlen. Die Wärmeabfuhr erfolgt hierbei durch die bei der Verdampfung des zu verbrennenden Ammoniaks entstehende Kälteleistung. Die letzte Stufe der Absorption erfolgt hierbei jedoch nicht bei der tiefsten mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Kältemenge erzielbaren Temperatur, weil die eintretenden nitrosen Gase die abfließende Säure wieder erwärmen.In the case of the absorption of nitric acid it is already known that the nitrous gases after the last Oxidation stage through heat exchange with the acid leaving the absorption device to cool down to the lowest possible temperature. The heat dissipation takes place through the cooling capacity resulting from the evaporation of the ammonia to be burned. The last The level of absorption does not take place at the lowest level with the help of the available standing amount of cold achievable temperature because the nitrous gases entering the outflowing Reheat the acid.

Eine wesentlich bessere Ausnutzung der bei der Ammoniak-Verbrennung aus dem vorher ver-A much better utilization of the ammonia incineration from the previously consumed

dampften Ammoniak zur Verfügung stehenden Kältemenge wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man mit annähernd 40¹Vo der zur Verfügung stehenden Kälteleistung die in der obersten Abteilung eines stufenförmigen, in jeder Stufe . mit gesondertem Flüssigkeitskreislauf arbeitenden Nitroseoxydationsturmes umlaufende Säurelösung in einem Kühler durch Verdampfung des Ammoniaks kühlt, wobei die nitrosen Gase mit dem aufgenommenen Kältevorrat ohne weitere Berieselung unmittelbar in einen nachgeschalteten Verstärkungsturm, daran anschließend in einen stufenförmigen Absorptionsturm und dann in eine aus einzelnen Türmen bestehende Absorptionsanilage übertreten, und daß man den Rest von annähernd 60% der zur Verfügung stehenden Kälteleistung auf die in den letzten Absorptionstürmen umlaufende Säurelösung in einem Kühler durch Verdampfung des Ammoniaks überträgt. Auf diese Weise ergibt sich im Verstärkungsturm eine hohe Säurekonzentration, und in der Absorptionsanlage wird der Wirkungsgrad der letzten Säuretürme so weit verbessert, daß nur noch geringe Mengen von nitrosehaltigen Restgasen verbleiben und die alkalische Absorptionsanlage entsprechend verkleinert werden kann.The amount of cold available for steamed ammonia is achieved according to the invention by using approximately 40 ¹ Vo of the available refrigeration capacity in the top compartment of a step-shaped, in each step. with a separate liquid circuit working nitrousoxidation tower, circulating acid solution in a cooler by evaporation of the ammonia cools, whereby the nitrous gases with the absorbed cold store pass directly into a downstream reinforcement tower without further irrigation, then into a step-shaped absorption tower and then into an absorption tower consisting of individual towers and that the remainder of approximately 60% of the available cooling capacity is transferred to the acid solution circulating in the last absorption towers in a cooler by evaporation of the ammonia. This results in a high acid concentration in the reinforcement tower, and the efficiency of the last acid towers in the absorption system is improved to such an extent that only small amounts of nitrous-containing residual gases remain and the alkaline absorption system can be reduced accordingly.

Die Zeichnung erläutert die Erfindung an Hand einer schematischen Betriebsü'bersicht.The drawing explains the invention on the basis of a schematic operational overview.

Die zur Absorption der Ammoniak-Verbrennungsgase verwendete Anlage besteht aus einem Gaskühler 1, dem Oxydationsturm 2 mit aufgesetztem Verstärkungsturm 3, einem stufenförmigen Absorptionsturm 4 und acht gewöhnlichen Absorptionstürmen 5 bis 12. Die nitrosen Gase treten bei 13 von oben her in den Kühler 1 ein, den sie am unteren Ende verlassen, um in den unteren Teil des Oxydationsturrnes 2 überzugehen. Vom Kopf des Verstärkungsturmes 3 gelangen sie durch ein zentral angeordnetes Innenrohr 14 in die unterste Stufe eines stufenförmig arbeitenden Absorptionsturmes 4. Am oberen Ende des Turmes 4 strömen sie in ein Innenrohr 16 und gelangen darauf in den Säureturm 5, den sie von unten nach oben durchziehen. In gleicher Weise werden die übrigen Absorptionstürme 6 bis 12 durchlaufen. Die verbleibenden Restgase werden durch Leitung 17 einer alkalischen Absorption zugeführt.The system used to absorb the ammonia combustion gases consists of a gas cooler 1, the oxidation tower 2 with an attached reinforcement tower 3, a step-shaped one Absorption tower 4 and eight ordinary absorption towers 5 to 12. The nitrous Gases enter the cooler 1 from above at 13, which they leave at the lower end in order to enter the lower part of the oxidation tower 2 to pass over. From the top of the reinforcement tower 3 they can get there through a centrally arranged inner tube 14 into the lowest stage of an absorption tower operating in stages 4. At the upper end of the tower 4 they flow into an inner tube 16 and arrive then into the acid tower 5, which they pull through from bottom to top. In the same way, the Go through the remaining absorption towers 6 to 12. The remaining residual gases are through conduction 17 supplied to an alkaline absorption.

Die einzelnen Stufen des Oxydationsturmes. 2 sind mit gesonderten Flüssigkeitskreisläufen versehen. Der für die oberste Oxydationsstufe 15 bestimmte Flüssigkeitskreisläuf wird in einem Kühler 18 mit verdampfendem Ammoniak gekühlt. Auch jeder Säureturm (5 bis 12) ist mit einem Kühler ausgestattet, durch den die Berieselungsflüssigkeit umgepumpt wird. Die Kühler der beiden ersten Türme 5 und 6 werden mit Wasser betrieben. Die Kühler 19 bis 24 der Säuretürme 7 bis 12 werden in gleicher Weise wie die oberste Oxydationsstufe 15 mit vendampfendem Ammoniak gekühlt.The individual stages of the oxidation tower. 2 are provided with separate fluid circuits. The liquid circuit intended for the uppermost oxidation stage 15 is in one Cooler 18 is cooled with evaporating ammonia. Also every acid tower (5 to 12) is with one Equipped with a cooler through which the irrigation liquid is circulated. The coolers of the two first towers 5 and 6 are operated with water. The coolers 19 to 24 of the acid towers 7 to 12 are in the same way as the uppermost oxidation stage 15 with evaporating ammonia chilled.

In der obersten Stufe 15 des Oxydationsturmes 2 erfährt die umlaufende Säurelöeung durch den mit Ammoniak betriebenen Kühler 18 eine intensive, z.B. bis auf 7,5° gehende Abkühlung." Hierdurch tritt eine so weitgehende Kältespeicherung im Gas ein, daß im Veretärkungsturm 3 kein Kühlsystem mehr erforderlich ist. Im allgemeinen verläßt das Gas den Verstärkunigsturm 3 mit etwa 20 bis 25⁰.In the uppermost stage 15 of the oxidation tower 2, the circulating acid solution is intensively cooled by the ammonia-operated cooler 18, for example down to 7.5 ° Generally, the gas leaves the amplification tower 3 at about 20-25 ^degrees .

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Ausnutzung eines Teiles der verfügbaren Ammoniak-Verdampfüngskälte im Oxydationsturm und in der nachgeschalteten Stufenabsorption 4 ein so guter Wirkungsgrad erreicht, daß in der Absorptionsanlage nur noch eine verhältnismäßig geringe Absorptionsleistung aufzubringen ist.With the aid of the method according to the invention, some of the available Ammonia evaporation cooling in the oxidation tower and in the downstream stage absorption 4 achieved such a high degree of efficiency that in the absorption system only one relatively low absorption capacity is to be applied.

Im allgemeinen werden bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise im Gaskühler 1 und in den unteren Zonen des Oxydationsturmes 2 bereits 15% der Ammoniak-Verbrennungsgase absorbiert. Die Absorptionsleistung des Verstärkungisturmes 3 beläuft sich bei der verwendeten Tiefkühlung auf etwa 17% der insgesamt zu absorbierenden nitrosen Gase. Der nachgeschaltete stufenförmige Absorptionsturm 4 absorbiert weitere 50% der nitrosen Gase. In der Turmanlage 5 bis 12 sind mithin nur noch 18% der nitrosen Gase niederzuschlagen. Der hierfür im wesentlichen in Frage kommende große Absorptionsraum der letzten sechs Türme 7 bis 12 wird durch die hier eingesetzte Kühlung mit dem verdampfenden Ammoniak in seinem Wirkungsgrad um etwa 50% gegenüber der heutigen Arbeitsweise verbessert.In general, in the procedure according to the invention in the gas cooler 1 and in the lower zones of the oxidation tower 2 already absorbed 15% of the ammonia combustion gases. The absorption capacity of the reinforcement tower 3 amounts to the deep freezing used about 17% of the total nitrous gases to be absorbed. The downstream step-shaped Absorption tower 4 absorbs another 50% of the nitrous gases. In the tower system 5 to 12 are consequently only 18% of the nitrous gases can be precipitated. The one in question for this essentially The coming large absorption space of the last six towers 7 to 12 is used by the one here Cooling with the evaporating ammonia improved in its efficiency by about 50% compared to the current way of working.

Die zur Verfugung stehende Ammoniak-Verdampfungskälte ist nur deshalb zur Abführung der in den letzten Absorptionstürmen auftretenden Absorptionswärme^: ausreichend, weil dort nur noch ein geringer Anteil der in die Säureanlage eintretenden nitrosen Gase zu absorbieren ist. Diese Kältemenge kann daher bei der Absorption der Nitrosereste überraschend gut ausgenutzt werden und bewirkt eine wesentliche Entlastung der üblichen alkalischen Nachabsorption. Wenn der aus dem verdampfenden Ammoniak zur Verfugung stehende Kältevorrat in der heute gebräuchlichen Art bei der. Salpetersäureherstellung eingesetzt wird, dann sind diese Absorptionserfolge nicht erreichbar. The available ammonia evaporation cooling is only sufficient for the dissipation of the heat of absorption occurring in the last absorption ^towers: because only a small proportion of the nitrous gases entering the acid plant has to be absorbed there. This amount of cold can therefore be used surprisingly well in the absorption of the nitrous residues and brings about a substantial relief of the usual alkaline post-absorption. When the cold storage available from the evaporating ammonia in the type commonly used today in the. Nitric acid production is used, then these absorption successes are not achievable.

Claims

Claim:

Process for utilizing the ammonia evaporation cold in the production of nitric acid through the absorption of ammonia combustion gases, characterized in that with approximately 40% of the available cooling capacity in the top Department (15) of a step-shaped, working in each step with a separate liquid circuit Nitroseoxidation tower (2) circulating acid solution in a cooler Evaporation of the ammonia cools, whereby the nitrous gases with the absorbed cold store without further irrigation directly into a downstream reinforcement tower (3),

then in. a step-shaped absorption tower (4) and then in one off individual towers exceed the existing absorption system, and that the remainder of approximately 60% of the available standing cooling capacity on the acid solution circulating in the last absorption towers (7 to 12) transfers in a cooler by evaporation of the ammonia.

Referenced publications: German patent specification No. 635 487.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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