JP5237971B2 - 硝酸凝縮時のガス導入ノズルの腐食を防止する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、硝酸凝縮時のガス導入ノズルおよびその領域における腐食を防止するための方法と装置に関する。

＞１０バールの高圧で稼動する硝酸プラントでは、酸の凝結点は高く約１２０℃に相当する。これが、とりわけ第１のガス冷却段階時に、導入側のガスノズルに対して比較的高い腐食攻撃をまねく。特に、冷却された外装と高温のノズル壁との間の遷移域においては、増加した酸の凝縮が起こり、その後に再気化する。それから、共沸混合物に達するまで凝縮された酸は、特殊鋼材料の高い破損率を招き、これは漏出をも起こす。

米国特許第３，４６７，４９８号明細書 米国特許第３，５８６，０５５号明細書

したがって、本発明は、凝縮するガスと、ノズルおよびノズル周辺との接触を最小限にすることを課題とするものである。

上記の課題は、冒頭で述べたタイプの方法において、ガス導入ノズルが、凝縮器の内部への連結域（Ｕｅｂｅｒｇａｎｇｓｂｅｒｅｉｃｈ）中にその内側にスリーブを有し、それにより環状の間隙の形態でガス導入開口部が形成され、その際、その環状空間には、二次空気のための少なくとも１つの供給開口部が設けられており、その結果、進入するＮＯガスの周囲に二次空気からなる外周流（Ｍａｎｔｅｌｓｔｒｏｅｍｕｎｇ）が形成されることによって、本発明により解決される。

ガス導入ノズルの内壁に二次空気のベールを設けることによって、ＮＯガスとその内壁との接触が防止されるか、あるいは大幅に最小化され、それ応じて内壁が保護される。

そのような外周流は、本発明に従い、ガス導入ノズル上の多数の導入孔を介した二次空気の吹き込みによって、生じさせることができる。

本発明方法の本質的な利点の一つは、バイパスを介して冷却装置に導かれる二次空気のうちの一部のみが前記の保護手段に必要であるという点にあるため、本発明方法によって必要となる工程の変更はない。

進入するガスは、主として燃焼水によって生ずる約１７％の水分を有しており、そして水の凝結点あるいはその後すぐに形成される酸の凝結点は、水の分圧に依存するので、特にガス圧が高い程、凝縮はより高い温度で開始する。提案する手段により、その際に上記のベール、それ故空気の添加によって、水蒸気分圧が相応して減少するかあるいは凝縮するガスが完全に管壁から遠ざけられ、その結果、加圧ノズル（druckfuehrender Stutzen）の内側では、凝縮も、それ故酸の形成ももはや起き得ない。

上述の課題は、本発明に従い、ガス導入ノズルが、凝縮器の内部への連結域中にその内側にスリーブを有し、それにより環状の間隙の形態のガス導入開口部が形成され、その際その環状空間には二次空気のための少なくとも１つの供給開口部が設けられることを特徴とする装置によっても解決することができる。

上記ですでに詳述したように、二次空気が、ノズルの内壁と追加の管との間の間隙から攻撃的な凝縮ガスを完全に排除し、その結果、ここでは酸は全く形成され得ない。その際、壁温度を、高温の二次空気によって常に凝結温度より高く維持することができるため、上記の管によって形成される内側のノズル（ライナー）は、酸の攻撃から保護される。

第一の流れが貫流する中央管を有する混合空間に様々なガス流を供給するためのノズルであって、このような中央管が、第二のガス流を供給する環状空間を形成する少なくとも一つの外装管で囲まれたようなノズルは、それ自体既知である。これに関しては、米国特許第３，４６７，４９８号明細書（特許文献１）または同様の構成方法については米国特許第３，５８６，０５５号明細書（特許文献２）を参照されたい。これらの文献はいずれも顔料着色された金属酸化物の製造に関するものである。攻撃的なガス流と、腐食から保護すべき部材との接触を外周流によって阻止することは、これらの文献では言及されていない。

本発明の形態は、更なる従属請求項から明らかとなる。

この際、進入するＮＯガスの流れの方向の上流において、多数の二次空気導入開口部をガス導入ノズルに設けるようにすることができ、その際、本発明の更なる形態において同様に規定するように、合目的的には、これらの二次空気導入開口部は環状導管を介して繋がっており、そして二次空気源と接続される。
有利な方法は、二次空気と高圧硝酸プラントの二次空気源とを接続することである。

本発明の更なる特徴、詳細および利点は、以下の説明及び図面に基づいて明らかとなる。

図１は、硝酸凝縮器におけるガス導入ノズルの領域の断面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩの線にほぼ沿った、ガス導入ノズルの部分断面上面図である。

全体として１で指定される凝縮器は、冷却された外装領域３を有する凝縮器外装２を備え、４で指定されるＮＯガス用のガス導入ノズルが貫装されている。酸凝縮器の冷却管は、図１において全体として５で指定され、そして図示上の理由から一部切り取られている。

図１から明らかなように、ガス導入ノズル４は、凝縮器１の内部への連結域において、安全ノズル６を備えており、これは、ガス導入ノズル４の内壁４ａに至るまで７で指定される間隙状環状空間を形成している。環状空間７は、その周囲に配置される形で、二次空気導入ノズル８によって環状導管９に接続されており、この環状導管９は、図にはより詳しくは示してはいないが、例えば高圧硝酸プラントの二次空気源と連絡している。図１において矢印１０で示す二次空気導入により、ガス導入ノズル４の内壁４ａと安全ノズルもしくは安全スリーブ６との間に外周流１１が生ずる。

通常、二次空気は、安全ノズルもしくは安全スリーブ６のところでＮＯ_ｘ−ガスの凝縮を招かない程の高い温度を有するため、安全ノズル６は、腐食に関する危険に曝されない。

もちろん、以上の本発明の実施例は、基本的な思想から逸脱することなく、様々な点で変更が可能である。48713例えば、本発明は、特に、二次空気導入ノズルの部品及び配置、並びに周囲に対するそれの配置に左右されることはない。このことは、当該構成部材の大きさ及び直径、並びに二次空気が貫流する空隙７の空隙幅についても同様に言える。

Claims (6)

1. 硝酸の凝縮時にガス導入ノズルおよびその領域に対する腐食を防止する方法であって、
   前記ガス導入ノズルが、凝縮器の内部への連結域において、その内側にスリーブを有し、それにより環状の間隙の形態のガス導入開口部が形成され、その際その環状空間には二次空気のための少なくとも１つの供給開口部が設けられており、その結果、進入するＮＯガスの周囲に二次空気からなる外周流が形成されることを特徴とする前記方法。
2. 二次空気のベールが、ガス導入ノズル上の複数の導入孔を介して二次空気を吹き込むことによって生ずることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 硝酸の凝縮時にガス導入ノズルおよびその領域に対する腐食を防止するための装置であって、
   前記ガス導入ノズルが、凝縮器の内部への連結域において、その内側にスリーブを有し、それにより、環状の間隙の形態のガス導入開口部が形成され、その際、その環状空間に二次空気のための少なくとも１つの供給開口部が設けられていることを特徴とする前記装置。
4. 進入するＮＯガスの流れの方向の上流において、複数の二次空気導入開口部（８）がガス導入ノズル（４）に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記二次空気導入開口部（８）が環状導管（９）を介して繋がっており、そして二次空気源と接続されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. １つまたは複数の前記二次空気導入開口部（８）が、高圧硝酸プラントの二次空気源と接続されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。

Images