ES2836276T3 - Procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de NOx en una instalación para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación - Google Patents

Procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de NOx en una instalación para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación Download PDF

Info

Publication number
ES2836276T3
ES2836276T3 ES17721060T ES17721060T ES2836276T3 ES 2836276 T3 ES2836276 T3 ES 2836276T3 ES 17721060 T ES17721060 T ES 17721060T ES 17721060 T ES17721060 T ES 17721060T ES 2836276 T3 ES2836276 T3 ES 2836276T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
waste gas
plant
temperature
nitric acid
production
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.)
Active
Application number
ES17721060T
Other languages
English (en)
Other versions
ES2836276T5 (es
Inventor
Klaus Ruthardt
Michael Groves
Paul Kern
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.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=58668840&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2836276(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of ES2836276T3 publication Critical patent/ES2836276T3/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2836276T5 publication Critical patent/ES2836276T5/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8631Processes characterised by a specific device
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/38Nitric acid
    • C01B21/40Preparation by absorption of oxides of nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/206Ammonium compounds
    • B01D2251/2062Ammonia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10Inorganic absorbents
    • B01D2252/103Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/402Dinitrogen oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/404Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/65Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology
    • B01D2259/655Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology using heat storage materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gas residual (8), que se produce durante la parada y/o el arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas: (a) regular la temperatura del gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico con un dispositivo de regulación de la temperatura; y (b) tratar el gas residual con temperatura regulada en la etapa (a) en una instalación de purificación de gas residual (9), en donde el dispositivo de regulación de la temperatura es un intercambiador de calor (15) o un acumulador de calor (18), caracterizado por que el gas residual (8) se conduce al menos parcialmente en un circuito y con ello atraviesa el dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18) y la instalación de purificación de gas residual (9).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de NOx en una instalación para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación
La presente invención se refiere a un procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gas residual, que se produce durante la parada y/o el arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, de acuerdo con la reivindicación 1.
Para la producción de ácido nítrico se oxida de manera catalítica habitualmente amoníaco (NH3) con oxígeno del aire. En este caso se produce NO, que se oxida con oxígeno para dar NO2 y a continuación se absorbe con H2O en una columna de absorción con formación de HNO3. NO y NO2 se designan como gases nitrosos o también como óxidos de nitrógeno NOx . Las instalaciones modernas para la producción de ácido nítrico se accionan con presión para conseguir concentraciones de ácido más altas y con ello mejores grados de acción en la absorción y velocidades de degradación más altas de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual.
Se diferencian instalaciones de dos presiones y de monopresión. En el caso de las instalaciones de dos presiones se realiza la producción de los óxidos de nitrógeno NOx mediante la oxidación de amoníaco con una presión de aproximadamente 4^105 a 6^105 Pa (de 4 a 6 bar) y la absorción de los óxidos de nitrógeno NOx así generados con agua para dar ácido nítrico con de V106 a 1,5^106 Pa (de 10 a 15 bar). En el caso de instalaciones de monopresión se realizan, por el contrario, la generación de gases y la absorción con presión aproximadamente igual de aproximadamente 6^105 a 1,4^106 Pa (de 6 a 14 bar). Para la generación de presión sirven los condensadores, que se accionan por medio de turbinas de gas y/o de vapor o bien electromotor.
Las instalaciones modernas para la producción de ácido nítrico, tal como se describen, por ejemplo, en el documento DE102013004341, están equipadas con instalaciones de purificación de gas residual, para reducir la concentración de los óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual. A continuación, el gas residual con una concentración reducida de óxidos de nitrógeno NOx se emite al entorno como gas de escape. A este respecto se reducen los óxidos de nitrógeno NOx , o sea NO y NO2 , habitualmente en las instalaciones de purificación de gas residual mediante procedimientos SCR (Selective Catalytic Reduction, reducción catalítica selectiva) con alimentación de agentes de reducción adecuados, tal como por ejemplo amoníaco, en catalizadores SCR adecuados, tal como por ejemplo catalizadores DeNOx a base de V2O5/TiO2. La proporción relativa de NO2 con respecto a la cantidad total molar de NOx en el gas residual se caracteriza por el grado de oxidación del NOx . Un desarrollo posterior de la tecnología SCR en el sector de la tecnología de ácido nítrico es el procedimiento EnviNOx®, en el que los óxidos de nitrógeno NOx se reducen de manera especialmente eficaz mediante alimentación de agentes de reducción adecuados y prácticamente a no puede detectarse NOx en el gas de escape en muchos casos. Adicionalmente, a este respecto se reduce igualmente N2O o se descompone catalíticamente.
Las concentraciones de las emisiones de óxido de nitrógeno NOx no deben superar de acuerdo con las imposiciones administrativas un valor límite máximo. Actualmente, un valor de 50 ppm es un valor límite habitual, sin embargo, ha de esperarse que éste se reduzca en un futuro.
A diferencia del funcionamiento estacionario de las instalaciones para la producción de ácido nítrico, durante la parada y/o arranque o bien durante el fallo de la instalación no es posible actualmente sin embargo o solo de manera limitada evitar emisiones temporalmente limitadas de óxidos de nitrógeno NOx , que sobrepasan claramente los valores límite.
Durante el fallo o bien durante la parada de la instalación para la producción de ácido nítrico se expanden los óxidos de nitrógeno NOx que se encuentran en la instalación bajo presión habitualmente a través de la columna de absorción y la instalación de purificación de gas residual en el entorno. La instalación de purificación de gas residual puede mantenerse en funcionamiento sin embargo solo hasta una determinada temperatura límite permitida, por debajo de la cual debe ponerse fuera de servicio. Los sistemas de purificación de gas residual, en los que se usa NH3 como agente de reducción para los óxidos de nitrógeno NOx , pueden ponerse en marcha de manera duradera concretamente solo a partir de una temperatura límite mínima, para evitar la formación indeseada y acumulación de NH4NO3 sobre el catalizador SCR. Esta temperatura límite se encuentra con frecuencia en el intervalo de 170 a 200 °C. En el funcionamiento estacionario, las instalaciones para la producción de ácido nítrico alcanzan normalmente temperaturas de funcionamiento de aprox. 300 °C a aprox. 600 °C, pudiéndose hacer funcionar la instalación de purificación de gas residual sin formación indeseada y acumulación de NH4NO3.
Por regla general debe realizarse la desconexión de la instalación de purificación de gas residual antes de la expansión completa de la instalación, por lo que aumenta mucho la concentración de los óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual que va a emitirse al entorno. Otro aumento de las emisiones de óxido de nitrógeno NOx se produce debido a que la columna de absorción equipada habitualmente con fondo perforado se vuelve inestable con expansión creciente de la instalación, de modo que el grado de acción de absorción disminuye mucho. Tan pronto como la instalación de purificación de gas residual esté fuera de servicio, aumentará mucho, durante la expansión residual, la concentración de emisiones de óxidos de nitrógeno NOx .
Durante el fallo o bien la parada de una instalación para la producción de ácido nítrico se ahorra habitualmente en primer lugar la alimentación de amoníaco para la generación de gases, antes de que se desconecte el grupo de máquinas de la instalación. Siempre que la instalación de purificación de gas residual pueda mantenerse en funcionamiento con la consideración de las temperaturas límites, el gas residual que va a emitirse al entorno no superará la concentración de óxidos de nitrógeno NOx el gas residual será incoloro. Es ventajoso a este respecto mantener en funcionamiento el grupo de máquinas siempre que sea posible, hasta que los óxidos de nitrógeno NOx se hayan sustituido por aire en la instalación para la producción de ácido nítrico. Sin embargo, cuando sea necesaria una desconexión del grupo de máquinas inmediatamente o poco después de la desconexión de la alimentación de amoníaco, ya no se proporciona un intercambio de gases de este tipo. Con la expansión posterior y la obtención forzosa condicionada por esto de la temperatura límite para la instalación de purificación de gas residual y el fallo condicionado por esto de la instalación de purificación de gas residual se producen claramente emisiones más altas de óxidos de nitrógeno NO x .
Debido al equilibrio termodinámico se encuentran los óxidos de nitrógeno NOx con enfriamiento de la temperatura de funcionamiento predominantemente en forma de NO2 , por lo que éstos se vuelven visibles en el gas residual, que se emite al entorno, como gas marrón.
También durante el arranque se sobrepasa el valor límite de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual emitido al entorno. Una parte de este gas residual son gases que durante la parada de la instalación se han quedado en las tuberías y aparatos o se han formado en éstos. Otra parte resulta de desprendimiento de gases de NOx de ácido nítrico no blanqueado (contiene NOx disuelto), con el que habitualmente durante la nueva puesta en marcha de la instalación se llena la columna de absorción.
Un procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gases residuales durante la parada y/o arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, accionada con presión, cuyo gas residual que sale se trata en una instalación de purificación de gas residual, se propone en el documento DE 102 11 964. A este respecto, durante la parada de la instalación, inmediatamente tras el fallo de la instalación de purificación de gas residual, se mantiene la presión que impera dentro de la instalación y el gas residual se expande a continuación de manera controlada. Por medio del aire alimentado desde fuera se diluye el gas residual y se emite al entorno. Mediante esta medida puede conseguirse una emisión controlada de gases residuales al entorno, cuyo contenido en óxidos de nitrógeno NOx se encuentra en dilución suficiente, de modo que la concentración de los óxidos de nitrógeno NOx se encuentre en el intervalo no visible. Sin embargo, el contenido en óxidos de nitrógeno NOx no se reduce mediante esta medida, dado que ya no es posible una degradación de los óxidos de nitrógeno NOx en la instalación de purificación de gas residual.
El documento DE 102011 1212 142 divulga un procedimiento y un dispositivo para la producción de ácido nítrico. El procedimiento o bien el dispositivo están caracterizados por que al menos durante el arranque y/o la parada de la instalación de ácido nítrico en la turbina de gas residual se toma un flujo parcial del medio que atraviesa la turbina de gas residual y/o por que delante de la turbina de gas residual se toma un flujo parcial del medio alimentado a la turbina de gas residual y se alimenta a una chimenea.
El documento DE 102012 000 569 A1 da a conocer un procedimiento para el arranque y la parada incoloros de instalaciones de ácido nítrico con las características mencionadas anteriormente. A este respecto, durante el arranque y/o durante la parada de la instalación de ácido nítrico se alimenta fluido calentado que se encuentra bajo presión en la instalación de ácido nítrico, para reducir la velocidad de la caída de temperatura del gas que fluye a través de la instalación de ácido nítrico durante el desprendimiento de la instalación o para aumentar la velocidad del aumento de la temperatura del gas que fluye a través de la instalación de ácido nítrico durante el arranque de la instalación.
El documento DE 102012 000570 A1 divulga un procedimiento y un dispositivo para la producción de ácido nítrico, caracterizados por que a través de la turbina de gas residual fluye un gas residual que se ha calentado mediante intercambio de calor con un líquido calentado, que al menos ha atravesado un refrigerador de gas de proceso y/o al menos un precalentador de agua de alimentación.
El documento DE 102012 010017 A1 da a conocer un procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de óxido de nitrógeno en una instalación de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque, así como instalaciones de ácido nítrico adecuadas para ello. El procedimiento está caracterizado por que durante el arranque y/o la parada de la instalación de ácido nítrico se conducen gas de escape que se encuentra bajo presión, que contiene óxidos de nitrógeno procedente de la instalación de ácido nítrico, así como agente de reducción gaseoso para los óxidos de nitrógeno en un reactor llenado con catalizador, que está previsto adicionalmente al reactor para la purificación del gas residual.
Los procedimientos y los dispositivos de una instalación accionada con presión para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación no son satisfactorios sin embargo a todos los efectos y existe una necesidad de procedimientos y dispositivos mejorados.
Un objetivo de la invención es reducir la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual desprendido al entorno, que se produce durante la parada y/o el arranque de instalaciones para la producción de ácido nítrico, debiéndose evitar el fallo de la instalación de purificación de gas residual. La concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual desprendido al entorno debe encontrarse a este respecto por debajo del límite visible.
Este objetivo se consigue por el objeto de las reivindicaciones.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gas residual, que se produce durante la parada y/o el arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:
(a) regular la temperatura del gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico con un dispositivo de regulación de la temperatura; y
(b) tratar el gas residual con temperatura regulada en la etapa (a) en una instalación de purificación de gas residual, en el que el dispositivo de regulación de la temperatura es un intercambiador de calor o un acumulador de calor y en el que el gas residual se conduce en un circuito y a este respecto atraviesa el dispositivo de regulación de la temperatura y la instalación de purificación de gas residual.
El intercambiador de calor o bien acumulador de calor de acuerdo con la invención no está limitado de acuerdo con la invención en cuanto a su estructura. Los intercambiadores de calor adecuados comprenden intercambiadores de calor de haz tubular, intercambiadores de calor de placa, intercambiadores de calor espiral, intercambiadores de calor tubulares en U, Intercambiadores de calor de tubo envolvente, etc. Los acumuladores de calor adecuados comprenden básicamente todos los elementos de construcción, que presentan una capacidad de calor comparativamente grande y absorben calor de gases y pueden desprender este calor de nuevo a gases. El experto conoce intercambiadores de calor y acumuladores de calor adecuados.
Preferentemente se realiza el procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual en una instalación accionada bajo presión para la producción de ácido nítrico. Para la generación de presión sirven preferentemente los condensadores, que se accionan por medio de turbinas de gas y/o de vapor o bien electromotor. Una turbina de gas se acciona a este respecto preferentemente con el gas de escape de la instalación para la producción de ácido nítrico con el uso de la presión aplicada por al menos un condensador.
Un experto puede diferenciar el estado de una instalación para la producción de ácido nítrico durante su parada y/o arranque del estado de la instalación durante su funcionamiento estacionario. La parada de la instalación sigue al funcionamiento estacionario, el arranque de la instalación precede al funcionamiento estacionario.
En la etapa (a) del procedimiento de acuerdo con la invención se regula la temperatura del gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico con un dispositivo de regulación de la temperatura. Por regulación de la temperatura entiende un experto el ajuste de la temperatura, en el procedimiento de acuerdo con la invención el ajuste de la temperatura del gas residual. A este respecto se transfiere energía al gas residual, preferentemente en forma de calor.
En una forma de realización preferente se realiza la regulación de la temperatura durante toda la duración de la parada y/o del arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico, sin embargo, puede realizarse también solo parcialmente. La regulación de la temperatura del gas residual puede realizarse también, sin embargo, no debe, en el funcionamiento estacionario que comprende la carga parcial, carga completa y sobrecarga. En una forma de realización preferente, el procedimiento de acuerdo con la invención puede realizarse tanto en el estado estacionario como también en el funcionamiento de carga parcial de la instalación para la producción de ácido nítrico. El funcionamiento de carga parcial de la instalación para la producción de ácido nítrico designa el estado de la instalación, en el que ésta se hace funcionar de manera continua por debajo de su capacidad máxima posible.
Por ejemplo puede iniciarse la regulación de la temperatura del gas residual solo después o poco antes del momento en cuanto la temperatura del gas residual durante la parada de la instalación para la producción de ácido nítrico alcanza el valor límite inferior de la temperatura de funcionamiento de la instalación de purificación de gas residual y/o siempre que la temperatura del gas residual durante el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico no haya alcanzado el valor límite inferior de la temperatura de funcionamiento de la instalación de purificación de gas residual. El inicio de la parada de la instalación para la producción de ácido nítrico y el inicio de la regulación de la temperatura con ayuda del dispositivo de regulación de la temperatura no tienen que coincidir temporalmente.
El espacio de tiempo de la parada y/o del arranque de la instalación puede, sin embargo, no debe, estar caracterizado por una disminución o bien un aumento de la presión dentro de la instalación para la producción de ácido nítrico. Por ejemplo, se regula la temperatura del gas residual durante la parada de la instalación para la producción de ácido nítrico con ayuda de la instalación de purificación de gas residual siempre que dentro de la instalación para la producción de ácido nítrico impere la presión ambiente.
En otra forma de realización preferente se regula la temperatura del gas residual también tras alcanzar y/o antes de abandonar la presión ambiente, o sea en el estado expandido de la instalación para la producción de ácido nítrico, con ayuda del dispositivo de regulación de la temperatura.
Preferentemente se realiza la regulación de la temperatura del gas residual dependiendo de su temperatura. En otra forma de realización preferente se regula la temperatura del gas residual en cuanto se haya bloqueado la alimentación de amoníaco para la generación de los óxidos de nitrógeno NOx durante la parada de la instalación o bien se haya abierto durante el arranque de la instalación.
Preferentemente se regula la temperatura del gas residual de manera que se permite un funcionamiento a ser posible largo de la instalación de purificación de gas residual tras la parada o bien un funcionamiento a ser posible breve de la instalación de purificación de gas residual durante el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico.
Preferentemente se regula la temperatura del gas residual en la etapa (a) hasta una temperatura en el intervalo de 300 a 550 °C.
Preferentemente se regula la temperatura del gas residual en la etapa (a) hasta una temperatura en el intervalo de 200 °C a 550 °C, más preferentemente en el intervalo de 300 °C a 480 °C y lo más preferentemente en el intervalo de 260 °C a 380 °C.
Preferentemente se regula la temperatura del gas residual en la etapa (a) hasta al menos 300 °C, más preferentemente al menos 325 °C, aún más preferentemente al menos 350 °C, lo más preferentemente al menos 375 °C y en particular al menos 400 °C.
Preferentemente se regula la temperatura del gas residual en la etapa (a) hasta como máximo 550 °C, más preferentemente como máximo 525 °C, aún más preferentemente como máximo 500 °C, lo más preferentemente como máximo 475 °C y en particular como máximo 450 °C.
Para regular la temperatura del gas residual se usan intercambiadores de calor y/o acumuladores de calor.
En una forma de realización no de acuerdo con la invención se hace funcionar de manera eléctrica el dispositivo de regulación de la temperatura y/o comprende el dispositivo de regulación de la temperatura un quemador.
Si el dispositivo de regulación de la temperatura se ha funcionar de manera eléctrica, puede estar equipado éste por ejemplo con elementos de calentamiento accionados eléctricamente. Un experto conoce correspondientes medios para el funcionamiento de un dispositivo de regulación de la temperatura eléctrico.
Si el dispositivo de regulación de la temperatura comprende un quemador, se transforma en el quemador preferentemente un combustible, de manera que se genera calor, con cuya ayuda puede regularse la temperatura del gas residual.
En otra forma de realización preferente se calientan con ayuda del quemador conductos, a través de los cuales fluye el gas residual. De esta manera pueden regularse en temperatura al menos partes del gas residual.
En una forma de realización no de acuerdo con la invención se mezcla al menos una parte del gas residual con al menos una parte de los gases de escape del quemador, de manera que puede regularse la temperatura del gas residual. Si la concentración de oxígeno residual en el gas residual es suficientemente alta, es igualmente posible que al menos una parte del gas residual se mezcle con un combustible y se transforme en el quemador. El gas de escape formado a este respecto, calentado puede mezclarse a continuación o también durante la transformación en el quemador con el gas residual. De esta manera puede regularse la temperatura del gas residual.
En la etapa (b) del procedimiento de acuerdo con la invención se trata el gas residual con temperatura regulada en la etapa (a) en una instalación de purificación de gas residual.
El gas residual se trata preferentemente en la instalación de purificación de gas residual, para reducir la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual. Las instalaciones de purificación de gas residual las conoce un experto y permiten una reducción de los óxidos de nitrógeno NOx , NO y NO2 , habitualmente mediante procedimiento SCR con alimentación de agentes de reducción adecuados. Además, permiten preferentemente una reducción catalítica o descomposición de N2O.
La instalación de purificación de gas residual está cargada preferentemente con catalizadores para la descomposición de óxidos de nitrógeno NOx (catalizadores DeNOx). Estos catalizadores los conoce el experto. Por regla general se trata a este respecto de catalizadores de metal de transición, que fomentan la reacción química de óxidos de nitrógeno NOx con agentes de reducción. Se prefieren catalizadores DeNOx clásicos, en particular aquellos que contienen metales de transición y/u óxidos de metal de transición, tal como por ejemplo óxidos de hierro, de níquel, de cobre, de cobalto, de manganeso, de rodio, de renio o de vanadio o platino metálico, oro o paladio, así como mezclas de dos o más de estos compuestos. Se prefieren especialmente catalizadores a base de V2O5-TO 2.
Los catalizadores usados de acuerdo con la invención contienen habitualmente otros aditivos conocidos por el experto, tal como por ejemplo aglutinantes, por aluminosilicatos o boehmita.
El catalizador puede encontrarse como cuerpo moldeado de cualquier tamaño y geometría, preferentemente en geometrías que presentan una mayor relación de superficie con respecto a volumen y con el flujo a través de las cuales se genera una pérdida de presión a ser posible baja.
Además de los catalizadores DeNOx que catalizan la reacción química de los óxidos de nitrógeno NOx con agentes de reducción, puede contener la instalación de purificación de gas residual también aún catalizadores que fomenten la descomposición química de N2O en nitrógeno y oxígeno o la reducción química de N2O con agentes de reducción. Estos catalizadores los conoce un experto.
En la instalación de purificación de gas residual se introducen además del gas residual, que contiene óxidos de nitrógeno NOx , también agentes de reducción para óxidos de nitrógeno, en particular agentes de reducción para NOx . Como agente de reducción para óxidos de nitrógeno NOx es adecuada cualquier sustancia, que el experto conoce y presenta una alta actividad para la reducción de NOx . Éstos pueden ser por ejemplo agentes de reducción que contienen nitrógeno. Como agentes de reducción que contienen nitrógeno pueden consultarse compuestos discrecionales, siempre que éstos sean adecuados para la reducción de NOx . Ejemplos son azanos, derivados hidroxílicos de azanos, así como aminas, oximas, carbamatos, urea o derivados de urea. Urea y derivados de urea se usan preferentemente en forma de soluciones acuosas.
De manera especialmente preferente se usa amoníaco como agente de reducción para óxidos de nitrógeno, en particular para óxidos de nitrógeno NOx .
Adicionalmente al agente de reducción para NOx puede introducirse aún un agente de reducción para N2O en el gas residual que va a tratarse. A este respecto puede tratarse de agentes de reducción que contienen nitrógeno. Ejemplos de esto se han expuesto anteriormente. Sin embargo, puede tratarse también de hidrocarburos gaseosos, monóxido de carbono o hidrógeno. De manera especialmente preferente se usa amoníaco como agente de reducción para N2O.
Preferentemente se usa la regulación de la temperatura del gas residual para la disminución de la concentración de NOx en el gas residual en la instalación de purificación de gas residual, preferentemente durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico. Preferentemente sirve la regulación de la temperatura a este respecto para calentar el gas residual hasta una temperatura o bien impedir o bien retrasar el enfriamiento del gas residual por debajo de una temperatura que es necesaria como mínimo para que puedan desarrollarse las reacciones químicas que tienen lugar en la instalación de purificación de gas residual para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx , que preferentemente están catalizadas.
En una forma de realización preferente se reduce la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico en al menos el 10 %, más preferentemente en al menos el 20 %, al menos el 30 %, al menos el 40 %, al menos el 50 %, al menos el 60 %, al menos el 70 %, al menos el 80 %, al menos el 90 % o al menos el 99 %.
En otra forma de realización preferente se reduce la concentración de N2O en el gas residual en al menos el 10 %, más preferentemente en al menos el 20 %, al menos el 30 %, al menos el 40 %, al menos el 50 %, al menos el 60 %, al menos el 70 %, al menos el 80 %, al menos el 90 % o al menos el 99 %.
Las cantidades necesarias de agente de reducción dependen del tipo del agente de reducción y pueden determinarse por el experto mediante experimentos rutinarios.
El gas residual puede regularse en temperatura en distintos puntos en el procedimiento de acuerdo con la invención; preferentemente se regula la temperatura del gas residual antes y/o tras atravesar la instalación de purificación de gas residual.
A este respecto se conduce el gas residual al menos en parte o completamente en un circuito y a este respecto atraviesa el dispositivo de regulación de la temperatura y la instalación de purificación de gas residual, preferentemente de manera adicional también en primer lugar la instalación para la producción de ácido nítrico.
Si se regula la temperatura del gas residual temporalmente solo tras el primer flujo a través de la instalación de purificación de gas residual, entonces éste se conduce preferentemente en un circuito.
Preferentemente, el gas residual conducido en el circuito fluye a través del dispositivo de regulación de la temperatura y de la instalación de purificación de gas residual. En otra forma de realización preferente se reconduce el gas residual en el punto adecuado en la instalación para la producción de ácido nítrico. Preferentemente, el gas residual conducido en el circuito se conduce en la tubería, que en el funcionamiento estacionario conduce los óxidos de nitrógeno NOx generados en el quemador hacia la columna de absorción.
Preferentemente, el gas residual conducido en el circuito fluye a través del dispositivo de regulación de la temperatura de la instalación de purificación de gas residual y de la columna de absorción. El dispositivo de regulación de la temperatura, la instalación de purificación de gas residual y la columna de absorción pueden estar dispuestos en el circuito en cualquier sitio. Preferentemente, el gas residual conducido en el circuito en primer lugar fluye a través del dispositivo de regulación de la temperatura, a continuación, a través de la columna de absorción y entonces a través de la instalación de purificación de gas residual, antes de que se alimente de nuevo al circuito.
Si se regula la temperatura del gas residual temporalmente solo tras el primer flujo a través de la instalación de purificación de gas residual, entonces preferentemente no se regula la temperatura del gas residual durante el primer flujo a través de la instalación de purificación de gas residual. Solo tras el recorrido completo del primer ciclo de circuito y tras el segundo flujo a través de la instalación de purificación de gas residual entonces preferentemente se regula la temperatura del gas residual durante el tratamiento en la instalación de purificación de gas residual. En este caso sigue la etapa (a) de acuerdo con la invención preferentemente de manera temporal tras la etapa (b).
De manera correspondiente a esto pueden realizarse las etapas (a) y (b) en orden alfabético, pero no obligatoriamente. Si se regula la temperatura del gas residual temporalmente solo tras el primer flujo a través de la instalación de purificación de gas residual, entonces se conduce preferentemente al menos el 10 % en volumen del gas residual en el circuito, más preferentemente al menos el 20 % en volumen, al menos el 30 % en volumen, al menos el 40 % en volumen, al menos el 50 % en volumen, al menos el 60 % en volumen, al menos el 70 % en volumen, al menos el 80 % en volumen, al menos el 90 % en volumen, al menos el 99 % en volumen. Preferentemente se conduce el gas residual completamente en el circuito.
Preferentemente se emite el gas residual al entorno solo al alcanzar una concentración no visible de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual. Preferentemente, la concentración de óxidos de nitrógeno NOx asciende en el gas residual emitido al entorno (gas de escape) a como máximo 100 ppm, más preferentemente como máximo 90 ppm, como máximo 80 ppm, como máximo 70 ppm, como máximo 60 ppm, como máximo 50 ppm, como máximo 40 ppm, como máximo 30 ppm, como máximo 20 ppm o como máximo 10 ppm.
Preferentemente se conduce el gas residual en el circuito a través de un compresor o un soplador, preferentemente para mantener la circulación.
En una forma de realización preferente fluye el gas residual a través del dispositivo de regulación de la temperatura solo durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico, sin embargo, no durante el funcionamiento estacionario de la instalación para la producción de ácido nítrico.
Si el dispositivo de regulación de la temperatura es un intercambiador de calor, que está conectado posteriormente a la instalación de purificación de gas residual, entonces el gas residual fluye a través de este acumulador de calor preferentemente solo durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico, sin embargo, no durante el funcionamiento estacionario de la instalación para la producción de ácido nítrico.
En una forma de realización preferente, el gas residual fluye a través del dispositivo de regulación de la temperatura tanto durante el funcionamiento estacionario de la instalación para la producción de ácido nítrico como también durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico.
Si el dispositivo de regulación de la temperatura es un intercambiador de calor, que está conectado previamente a la instalación de purificación de gas residual, o un acumulador de calor, entonces el gas residual fluye preferentemente a través del intercambiador de calor o bien el acumulador de calor tanto durante el funcionamiento estacionario como también durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico.
Si se regula la temperatura del gas residual temporalmente antes del flujo a través de la instalación de purificación de gas residual, se realizan las etapas (a) y (b) de acuerdo con la invención en sucesión temporal una detrás de otra. Preferentemente se carga el dispositivo de regulación de la temperatura, preferentemente al menos durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico, con un medio que es adecuado para emitir calor. En otra forma de realización preferente, el dispositivo de regulación de la temperatura es adecuado para absorber, almacenar y en caso necesario desprender de nuevo calor de un medio.
Preferentemente, el medio es descargado de la instalación para la producción de ácido nítrico y/o se alimenta desde fuentes externas.
Preferentemente, el medio comprende vapor a alta presión.
Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gas residual, que se produce durante la parada y/o el arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, que comprende los componentes que se encuentran en conexión activa con la instalación para la producción de ácido nítrico:
(A) un dispositivo de regulación de la temperatura, que está configurado para regular la temperatura del gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico; y
(B) una instalación de purificación de gas residual, que está configurada para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual, que se reguló en temperatura con el dispositivo de regulación de la temperatura;
(C) un dispositivo de desviación de gas, que está dispuesto tras la instalación de purificación de gas residual y está configurado para la desviación del gas residual en el dispositivo de regulación de la temperatura; y
(D) un conducto, que está dispuesto tras el dispositivo de regulación de la temperatura y que está configurado para la reconducción del gas residual en un circuito con flujo a través del dispositivo de regulación de la temperatura y la instalación de purificación de gas residual,
en el que el dispositivo de regulación de la temperatura en el dispositivo de acuerdo con la invención es un intercambiador de calor o un acumulador de calor.
Preferentemente, el dispositivo de acuerdo con la invención comprende los componentes adicionales que se encuentran en conexión activa con la instalación para la producción de ácido nítrico:
(E) un dispositivo de medición, que está configurado para la determinación de la concentración de óxidos de nitrógeno NO x en el gas residual; y/o
(F) un compresor y/o un soplador.
Preferentemente, el gas residual, que se conduce a través del conducto (D), se reconduce al menos en parte en un circuito.
Preferentemente se reconduce al menos el 10 % en volumen del gas residual a través del conducto (D) en un circuito, más preferentemente al menos el 20 % en volumen, al menos el 30 % en volumen, al menos el 40 % en volumen, al menos el 50 % en volumen, al menos el 60 % en volumen, al menos el 70 % en volumen, al menos el 80 % en volumen, al menos el 90 % en volumen, al menos el 99 % en volumen. Preferentemente se reconduce el gas residual completamente a través del conducto (D) en un circuito.
Preferentemente, el gas residual, que se conduce a través del conducto (D), al atravesar partes de la instalación para la producción de ácido nítrico, del dispositivo de regulación de la temperatura y de la instalación de purificación de gas residual se reconduce en un circuito. Preferentemente, el gas residual, que se conduce a través del conducto (D), se alimenta al conducto que en el funcionamiento estacionario conduce los óxidos de nitrógeno NOx desde el quemador hacia la columna de absorción, y atraviesa preferentemente también la columna de absorción, el dispositivo de regulación de la temperatura y la instalación de purificación de gas residual.
Preferentemente están dispuestos el compresor o el soplador (F) tras la instalación de purificación de gas residual y están configurados para la separación por soplado de los gases residuales por una chimenea.
En otra forma de realización preferente se conduce el gas residual en el circuito a través del compresor o el soplador (F), para mantener la circulación.
En una forma de realización preferente, el dispositivo de regulación de la temperatura del dispositivo de acuerdo con la invención es
(i) un intercambiador de calor que puede cargarse con un medio que es adecuado para desprender o absorber calor;
o
(ii) un acumulador de calor, que está configurado para el almacenamiento de calor del gas residual durante el funcionamiento estacionario de la instalación para la producción de ácido nítrico, y que está configurado para el desprendimiento de calor al gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico.
Preferentemente, el dispositivo de regulación de la temperatura del dispositivo de acuerdo con la invención es un intercambiador de calor, que está dispuesto delante de la instalación de purificación de gas residual y puede cargarse con un medio que es adecuado para desprender o absorber calor.
En otra forma de realización preferente, el dispositivo de regulación de la temperatura del dispositivo de acuerdo con la invención es un acumulador de calor que está dispuesto delante o detrás de la instalación de purificación de gas residual y que está configurado para el almacenamiento de calor del gas residual durante el funcionamiento estacionario de la instalación para la producción de ácido nítrico, y que está configurado para el desprendimiento de calor al gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico.
Preferentemente se usa el dispositivo de acuerdo con la invención de manera correspondiente al procedimiento de acuerdo con la invención.
Las figuras 1 a 4 ilustran esquemáticamente y a modo de ejemplo el procedimiento de acuerdo con la invención para la producción de ácido nítrico, sin embargo, no han de interpretarse de forma limitativa. La figura 1 muestra una conducción del procedimiento convencional, las figuras 2 a 4 ilustran el procedimiento de acuerdo con la invención.
La figura 1 muestra un esquema simplificado de una instalación para la producción de ácido nítrico en el funcionamiento estacionario. En ésta, tal como es habitual en la producción de ácido nítrico, preferentemente en un quemador (1), que se alimenta con amoníaco (2) y aire (3), se generan óxidos de nitrógeno NOx (4). Estos óxidos de nitrógeno NOx (4) se conducen preferentemente a través de uno o varios intercambiadores de calor (5) (que no se han mostrado totalmente), accionados mediante el compresor (14), por la columna de absorción (6), para generar ácido nítrico (7). El gas residual, que contiene los óxidos de nitrógeno NOx (8), sale de la columna de absorción (6) y se lleva preferentemente a través de distintos intercambiadores de calor y/o condensadores (5) a una temperatura que garantice preferentemente una degradación óptima de óxidos de nitrógeno NOx en la instalación de purificación de gas residual (9). A este respecto está prevista a modo de ejemplo una alimentación de amoníaco (10) en la instalación de purificación de gas residual (9). El gas residual (11) así purificado llega al entorno en el funcionamiento estacionario a través de la turbina de gas (12).
Normalmente, en caso de la parada dirigida o causada por una alteración de la instalación disminuiría la presión en la instalación paulatinamente. Además, se desconectaría la instalación de purificación de gas residual (9) en caso de expansión progresiva mediante el calor descendiente forzosamente al alcanzar la temperatura límite.
En la figura 2 está representada una variante de conexión de acuerdo con la invención, de cómo puede mantenerse el proceso de descomposición eficaz de óxidos de nitrógeno NOx durante la parada y/o arranque de toda la instalación para la producción de ácido nítrico. El esquema muestra una instalación para la producción de ácido nítrico con intercambiador de calor adicional integrado, que está conectado posteriormente a la instalación de purificación de gas residual y preferentemente se carga en primer lugar durante la parada y/o el arranque con un medio que contiene calor y se atraviesa con gas residual que contiene óxido de nitrógeno NOx .
Para no obtener una concentración elevada de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual en la salida del conducto de gas de escape (13), ya no se emite al entorno preferentemente el gas residual (11) purificado, sino que se conduce a través del intercambiador de calor (15) adicional, que se carga entonces preferentemente con vapor a alta presión (16). A este respecto se trata preferentemente de vapor a alta presión, que se produce preferentemente en otro sitio en el proceso de producción de ácido nítrico. Para resaltar que en el caso de este aparato se trata de la conducción del procedimiento de acuerdo con la invención, se resaltó el intercambiador de calor (15) de acuerdo con la invención por medio de una elipse. El gas residual (11a) así calentado se reconduce a continuación preferentemente de nuevo en el sitio adecuado en el proceso de producción de ácido nítrico. En este caso se propone reconducir el gas residual (11a) calentado en la tubería del flujo de gas de los óxidos de nitrógeno NOx (4), que se generan en condiciones normales en el quemador (1), de modo que los gases residuales se alimentan finalmente de nuevo a través del conducto (17) de la instalación de purificación de gas residual (9). Esta conducción del circuito, que se mantiene a través del compresor (14), se realiza preferentemente hasta que se haya reducido la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual en tanto que el acceso al conducto de gas de escape (13) se abra de nuevo y el gas residual pueda emitirse al entorno a través del conducto de gas de escape (13), sin que a este respecto los óxidos de nitrógeno NOx sean visibles en la salida.
Como alternativa al compresor puede mantenerse el funcionamiento del circuito también a través de un soplador (no mostrado). Esto garantiza que la conducción del circuito funcione también aún cuando el funcionamiento del compresor este alterado.
Durante el nuevo arranque de la instalación se mantiene la conducción del circuito, anteriormente descrita, del gas residual producido preferentemente hasta que se hayan alcanzado de nuevo la presión de funcionamiento normal y las temperaturas de funcionamiento normales, de modo que ya no es necesaria la acción de transferencia de calor auxiliar del intercambiador de calor (15) adicional para reducir la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual hasta un mínimo ya no visible. Si se alcanza este estado, preferentemente se pone fuera de servicio el intercambiador de calor (15) y los gases residuales (11) purificados se emiten al entorno preferentemente de nuevo de manera directa a través del conducto de gas de escape (13).
De manera correspondiente al procedimiento de acuerdo con la invención, el gas residual (11) durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico atraviesa en primer lugar la instalación de purificación de gas residual (9), se conduce en un circuito y se regula en temperatura en el dispositivo de regulación de la temperatura de acuerdo con la invención, que es preferentemente un intercambiador de calor (15). Preferentemente se regula la temperatura del gas residual hasta una temperatura en el intervalo de 300 a 550 °C. Preferentemente fluye el gas residual a través del dispositivo de regulación de la temperatura solo durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico. El gas residual con temperatura regulada atraviesa de nuevo la instalación de purificación de gas residual (9), en la que se reduce preferentemente la concentración de óxidos de nitrógeno NOx . Preferentemente, el gas residual en el circuito fluye a través del dispositivo de regulación de la temperatura y de la instalación de purificación de gas residual (9). En otra forma de realización preferente, el gas residual en el circuito fluye a través del dispositivo de regulación de la temperatura, la instalación de purificación de gas residual (9) y adicionalmente también la instalación para la producción de ácido nítrico.
Partes de la instalación, que en comparación con el funcionamiento estacionario (figura 1) no están en funcionamiento, están representadas de manera fina y discontinua.
La figura 3 muestra un esquema simplificado de una instalación para la producción de ácido nítrico con intercambiador de calor adicional integrado, que está conectado previamente a la instalación de purificación de gas residual y se carga durante la parada y/o el arranque con un medio que contiene calor. Este intercambiador de calor se resalta por medio de una elipse. Partes de la instalación, que en comparación con el funcionamiento estacionario (figura 1) no están en funcionamiento, están representadas de manera fina y discontinua.
La instalación para la producción de ácido nítrico, que está representada en la figura 3, se hace funcionar durante la parada y/o el arranque de manera similar a como se ha descrito en la figura 2. A diferencia de la instalación allí ilustrada, en este caso también en el funcionamiento estacionario fluyen gases residuales (8) a través del intercambiador de calor (15) de acuerdo con la invención, preferentemente no solicitándose, sin embargo, el intercambiador de calor (15) con un medio (16) que contiene calor y por consiguiente no teniendo ninguna función en el en el funcionamiento estacionario. Solo durante la parada y/o el arranque de la instalación se carga el intercambiador de calor (15) con un medio que contiene calor y se ocupa de que el gas residual, que a través del conducto (17) llega a la instalación de purificación de gas residual (9), tenga una temperatura suficientemente alta, para que se garantice la degradación de los óxidos de nitrógeno NOx . En este proceso se sopla el gas residual preferentemente con ayuda del efecto de chimenea por la instalación y la instalación de purificación de gas residual (9). Preferentemente, para el mantenimiento de esta función no se requieren compresores. El efecto de chimenea puede reforzarse dado el caso a través de un soplador (no mostrado). Los gases residuales purificados se desprenden finalmente a través del conducto de gas de escape (13).
Con el nuevo arranque de la instalación se mantiene el funcionamiento del intercambiador de calor (15) preferentemente hasta que se hayan alcanzado de nuevo la presión de funcionamiento normal y las temperaturas de funcionamiento normales, de modo que ya no es necesaria la acción de transferencia de calor auxiliar del intercambiador de calor (15) adicional para reducir la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual hasta un mínimo ya no visible. Si se alcanza este estado, preferentemente se pone fuera de servicio el intercambiador de calor (15), desconectándose la alimentación del medio (16) que contiene calor. Como alternativa es también posible aprovechar la alimentación del medio (16) que contiene calor también en el funcionamiento estacionario de la instalación, debiendo repercutir esto ventajosamente sobre el proceso.
De manera correspondiente al procedimiento de acuerdo con la invención se regula la temperatura del gas residual (8) durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico en un dispositivo de regulación de la temperatura, que preferentemente es un intercambiador de calor (15). Preferentemente se regula la temperatura del gas residual antes del flujo a través de la instalación de purificación de gas residual (9). Preferentemente se regula la temperatura del gas residual hasta una temperatura en el intervalo de 300 a 550 °C. A continuación, se trata el gas residual en una instalación de purificación de gas residual (9). Preferentemente se usa la regulación de la temperatura del gas residual para la disminución de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual en la instalación de purificación de gas residual (9).
La figura 4 muestra un esquema simplificado de una instalación para la producción de ácido nítrico con acumulador de calor adicional integrado, que está conectado previamente a la instalación de purificación de gas residual. Este acumulador de calor se resalta por medio de una elipse. Partes de la instalación, que en comparación con el funcionamiento estacionario (figura 1) no están en funcionamiento, están representadas de manera fina y discontinua.
La instalación para la producción de ácido nítrico, tal como se representa en la figura 4, se hace funcionar durante el arranque y/o la parada de manera similar a como se ha descrito en la figura 2 y figura 3. Sin embargo, se usa en lugar del intercambiador de calor (15) un acumulador de calor (18). Este se atraviesa en el funcionamiento estacionario con gas residual (8) y almacena durante el tiempo una parte de la energía térmica contenida en el mismo. Durante la parada de la instalación está presente ahora tanta energía que el gas residual, que a través del conducto (17) llega a la instalación de purificación de gas residual (9), tenga una temperatura suficientemente alta, para que se garantice la degradación de los óxidos de nitrógeno NOx . En este proceso se sopla el gas residual preferentemente con ayuda del efecto de chimenea por la instalación y la instalación de purificación de gas residual (9). Para el mantenimiento de esta función no se requieren preferentemente por tanto compresores. El efecto de chimenea puede reforzarse dado el caso a través de un soplador (no mostrado). Los gases residuales purificados se desprenden finalmente a través del conducto de gas de escape (13).
Si la instalación no está parada demasiado tiempo, de modo que esté presente aún de manera suficiente energía térmica en el acumulador de calor (18), para regular la temperatura del gas residual hasta una temperatura suficientemente alta, para garantizar una degradación suficiente de óxidos de nitrógeno NOx en la instalación de purificación de gas residual (9), puede beneficiarse durante el nuevo arranque de la instalación del mismo efecto que durante la parada de la instalación.
De manera correspondiente al procedimiento de acuerdo con la invención se regula la temperatura del gas residual (8) durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico en un dispositivo de regulación de la temperatura, que preferentemente es un acumulador de calor (18). Preferentemente se regula la temperatura del gas residual antes del flujo a través de la instalación de purificación de gas residual (9). Preferentemente se regula la temperatura del gas residual hasta una temperatura en el intervalo de 300 a 550 °C. A continuación, se trata el gas residual en una instalación de purificación de gas residual (9). Preferentemente se usa la regulación de la temperatura del gas residual para la disminución de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual en la instalación de purificación de gas residual (9).
Lista de referencias
1 Quemador
2 Amoníaco
3 Aire
4 Óxidos de nitrógeno NOx
5 Intercambiador de calor
6 Columna de absorción
7 Ácido nítrico
8 Gas residual, que contiene óxidos de nitrógeno NOx
9 Instalación de purificación de gas residual
10 Amoníaco
11 Gas residual purificado
12 Turbina de gas
13 Conducto de gas de escape
14 Compresor
15 Intercambiador de calor
16 Vapor de alta presión, medio que contiene calor
17 Conducto
18 Acumulador de calor
19 Máquina de accionamiento (por ejemplo, motor eléctrico o turbina de vapor)

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gas residual (8), que se produce durante la parada y/o el arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas:
(a) regular la temperatura del gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico con un dispositivo de regulación de la temperatura; y
(b) tratar el gas residual con temperatura regulada en la etapa (a) en una instalación de purificación de gas residual (9),
en donde el dispositivo de regulación de la temperatura es un intercambiador de calor (15) o un acumulador de calor (18),
caracterizado por que el gas residual (8) se conduce al menos parcialmente en un circuito y con ello atraviesa el dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18) y la instalación de purificación de gas residual (9).
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el gas residual se conduce en el circuito a través de un compresor (14) o de un soplador.
3. El procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el gas residual atraviesa el dispositivo de regulación de la temperatura solo durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico, no en cambio durante el funcionamiento estacionario, que comprende la carga parcial, la carga completa y la sobrecarga de la instalación para la producción de ácido nítrico.
4. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de regulación de la temperatura se carga con un medio (16), que es adecuado para desprender calor.
5. El procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el dispositivo de regulación de la temperatura es adecuado para absorber, para almacenar y, en caso necesario, para desprender de nuevo calor de un medio (16).
6. El procedimiento según una de las reivindicaciones 4 o 5, en el que el medio (16) es descargado de la instalación para la producción de ácido nítrico y/o se alimenta desde fuentes externas.
7. El procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el medio (16) comprende vapor a alta presión con una presión > 40 bar.
8. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se regula la temperatura del gas residual en la etapa (a) hasta una temperatura en el intervalo de 200 a 550 °C, más preferentemente en el intervalo de 300 a 480 °C, todavía más preferentemente en el intervalo de 260 a 380 °C.
9. Un dispositivo para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en gas residual (8), que se produce durante la parada y/o el arranque de una instalación para la producción de ácido nítrico, que comprende los componentes que se encuentran en conexión activa con la instalación para la producción de ácido nítrico:
(A) un dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18), que está configurado para regular la temperatura del gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico; y
(B) una instalación de purificación de gas residual (9), que está configurada para la reducción de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual, que se reguló en temperatura con el dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18);
(C) un dispositivo de desviación de gas, que está dispuesto tras la instalación de purificación de gas residual (9), y que está configurado para la desviación del gas residual al dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18); y
(D) un conducto, que está dispuesto tras el dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18), y que está configurado para la reconducción del gas residual en un circuito con el flujo a través del dispositivo de regulación de la temperatura (15, 18) y de la instalación de purificación de gas residual (9),
en donde el dispositivo de regulación de la temperatura es un intercambiador de calor (15) o un acumulador de calor (18).
10. El dispositivo según la reivindicación 9, que comprende los componentes adicionales, que se encuentran en conexión activa con la instalación para la producción de ácido nítrico:
(E) un dispositivo de medición, que está configurado para la determinación de la concentración de óxidos de nitrógeno NOx en el gas residual; y/o
(F) un compresor (14) y/o un soplador.
11. El dispositivo según una de las reivindicaciones 9 o 10, en el que el dispositivo de regulación de la temperatura:
(i) es un intercambiador de calor (15), que puede cargarse con un medio (16), que es adecuado para desprender o absorber calor;
o
(ii) es un acumulador de calor (18), que está configurado para el almacenamiento de calor del gas residual durante el funcionamiento estacionario, que comprende la carga parcial, la carga completa y la sobrecarga de la instalación para la producción de ácido nítrico, y que está configurado para el desprendimiento de calor al gas residual durante la parada y/o el arranque de la instalación para la producción de ácido nítrico.
ES17721060T 2016-04-22 2017-04-13 Procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de NOx en una instalación para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación Active ES2836276T5 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016206872.5A DE102016206872A1 (de) 2016-04-22 2016-04-22 Verfahren zur Verminderung der NOx-Abgaskonzentration in einer Anlage zur Herstellung von Salpetersäure beim Ab- und/oder Anfahren der Anlage
PCT/EP2017/058943 WO2017182387A1 (de) 2016-04-22 2017-04-13 Verfahren zur verminderung der nox-abgaskonzentration in einer anlage zur herstellung von salpetersäure beim ab- und/oder anfahren der anlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2836276T3 true ES2836276T3 (es) 2021-06-24
ES2836276T5 ES2836276T5 (es) 2024-03-04

Family

ID=58668840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17721060T Active ES2836276T5 (es) 2016-04-22 2017-04-13 Procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de NOx en una instalación para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190111387A1 (es)
EP (1) EP3454975B2 (es)
CN (1) CN109069995A (es)
DE (1) DE102016206872A1 (es)
ES (1) ES2836276T5 (es)
WO (1) WO2017182387A1 (es)

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1143946A (en) * 1965-05-28 1969-02-26 Humphreys & Glasgow Ltd Process and apparatus for the manufacture of nitric acid
US3402015A (en) * 1965-10-14 1968-09-17 Universal Oil Prod Co Multiple stage treatment of a noxious stream with cyclic high quantities of nitrogen oxides
US3425803A (en) * 1967-09-01 1969-02-04 Engelhard Ind Inc Nitric acid tail gas purification
ZA752827B (en) * 1974-05-20 1976-04-28 Univ Leeds Ind Service Ltd Improvements in or relating to the production of nitric acid
US3977832A (en) * 1975-01-20 1976-08-31 Air Products And Chemicals, Inc. System for control of a nitric acid plant
DE2512410C3 (de) * 1975-03-21 1985-04-18 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE2856589B1 (de) * 1978-12-29 1980-03-27 Davy Internat Ag 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
US4367204A (en) * 1979-05-04 1983-01-04 Budapesti Muszaki Egyetem Process for the recirculation of nitrogen oxides
DE3407759A1 (de) * 1984-03-02 1985-09-12 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Vorrichtung zur verminderung des no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-gehaltes in abgasen
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
DE3903571A1 (de) * 1989-02-07 1990-08-09 Uhde Gmbh Verfahren zur erzeugung mechanischer energie bei der nh(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-oxidation im hno(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-prozess
JP2913007B2 (ja) * 1994-10-18 1999-06-28 工業技術院長 摩擦抵抗低減流体用熱交換器
DE10001541B4 (de) * 2000-01-14 2005-04-28 Uhde Gmbh Verfahren zur Beseitigung von NOx und N¶2¶O aus dem Restgas der Salpetersäureproduktion
DE10211964A1 (de) 2002-03-19 2003-10-23 Uhde Gmbh Verfahren zur Verminderung der NOx-Abgaskonzentration in einer unter Druck betriebenen Salpetersäureanlage beim Ab- und/oder Anfahren der Anlage
DE102010022775A1 (de) * 2010-06-04 2011-12-08 Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von NOx und N2O
DE102011122142A1 (de) 2011-12-22 2013-06-27 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Salpetersäure
DE102012000569A1 (de) 2012-01-16 2013-07-18 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren zum farblosen An- und Abfahren von Salpetersäureanlagen
DE102012000570A1 (de) 2012-01-16 2013-07-18 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Salpetersäure
DE102012010017A1 (de) 2012-05-22 2013-11-28 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren zur Verminderung der Stickoxid-Abgaskonzentration in einer Salpetersäureanlage beim Ab- und/oder Anfahren sowie dafür geeignete Salpetersäureanlagen
DE102013004341A1 (de) * 2013-03-14 2014-09-18 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren zur Oxidation von Ammoniak und dafür geeignete Anlage
US9502142B2 (en) * 2014-07-17 2016-11-22 Nico M. Bonhomme Containment for a water cooled and moderated nuclear reactor
CN204320064U (zh) * 2014-09-27 2015-05-13 安徽金禾实业股份有限公司 硝酸尾气的回收净化装置
CN104437065B (zh) * 2014-11-19 2016-04-13 华南理工大学 一种微波加热氨水还原脱硝的处理系统及其烟气脱硝方法
CN204973598U (zh) * 2015-07-10 2016-01-20 河北冀衡赛瑞化工有限公司 一种硝酸生产中的尾气处理系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3454975A1 (de) 2019-03-20
WO2017182387A1 (de) 2017-10-26
ES2836276T5 (es) 2024-03-04
CN109069995A (zh) 2018-12-21
EP3454975B1 (de) 2020-11-04
DE102016206872A1 (de) 2017-10-26
EP3454975B2 (de) 2023-07-26
US20190111387A1 (en) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2532743T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la eliminación de NOx y N2O
JP5472203B2 (ja) コジェネレーションシステム
JP6906381B2 (ja) 燃焼装置およびガスタービン
ES2951295T3 (es) Modernización de una planta Claus con un plan de ácido sulfúrico
ES2593455T3 (es) Dispositivo de depuración de gases de escape y procedimiento para la reducción de óxidos de nitrógeno de un gas de escape de una central eléctrica alimentada por combustible fósil
CA2726113A1 (en) Integrated exhaust gas cooling system and method
ES2940288T3 (es) Reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno durante el arranque de instalaciones para la fabricación de ácido nítrico
JP2014514134A (ja) 発電ボイラにおける選択触媒nox還元方法及び装置
EA028846B1 (ru) Способ запуска и/или останова установки для получения азотной кислоты
AU2013265687A1 (en) Process for reducing the nitrogen oxide off-gas concentration in a nitric acid plant during shut-down and/or start-up, and nitric acid plant suitable therefor
EP3259528B1 (en) Exhaust system for power generating apparatus
EP3615182B1 (en) Method and system for the removal of noxious compounds from flue-gas using an scr catalyst
US20120102913A1 (en) Apparatus for reducing emissions and method of assembly
ES2718035T3 (es) Disminución de la concentración de gases de salida NOx en la producción de ácido nítrico en la parada y/o el arranque del procedimiento de producción
US20050025692A1 (en) Methods and apparatus for small-scale synthesis of ammonia
ES2836276T3 (es) Procedimiento para la reducción de la concentración de gas de escape de NOx en una instalación para la producción de ácido nítrico durante la parada y/o el arranque de la instalación
ES2719767T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la preparación de ácido nítrico
CN113019121A (zh) 一种生活垃圾焚烧厂低温scr烟气脱硝装置
JP2007301524A (ja) 脱硝方法および脱硝設備
ES2882548T3 (es) Método y sistema para la eliminación de materia particulada y compuestos nocivos de gas de combustión usando un filtro cerámico con un catalizador de SCR
JP6122283B2 (ja) アンモニア発生装置及びそれを用いた排気浄化装置
JP5517460B2 (ja) 脱硝装置
ES2880524T3 (es) Método y sistema para la eliminación de compuestos nocivos de gas de combustión usando bolsas filtrantes de tela con un catalizador de SCR
ES2624663T3 (es) Métodos de eliminación de amoniaco desde una corriente de gas de respiradero de una planta de urea
CN209872363U (zh) 硫回收系统