Особенности образования и распределения оксида азота (I) в технологических потоках производства неконцентрированной азотной кислоты
Диссертация
Учитывая необходимость поддержания концентрации NOx на выходе из реактора селективной каталитической очистки на уровне предельно допустимой концентрации, т. е. не более 0,005% об., концентрации аммиака на уровне 0,015% об, оптимальными предлагаются следующие условия работы реактора селективной каталитической очистки: температура — 230 — 250 °C, расход аммиака на восстановление — 50 — 65 нм3/час… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Литературный обзор
- 1. 1. Технологии производства неконцентрированной азотной кислоты
- 1. 2. Источники образования оксида азота (I) в производстве азотной кислоты 1 *
- 1. 3. Методы очистки «хвостовых» газов от оксидов азота
- 1. 3. 1. Термодинамика реакций восстановления оксидов азота
- 1. 3. 2. Восстановление водородом
- 1. 3. 3. Восстановление углеводородами
- 1. 3. 4. Восстановление оксидом углерода
- 1. 3. 5. Восстановление аммиаком
- 1. 4. Методы разложения и восстановления оксида азота (I)
- 1. 4. 1. Первичные меры уменьшения выбросов N
- 1. 4. 2. Вторичные меры уменьшения выбросов N
- 1. 4. 3. Третичные меры уменьшения выбросов N
- 1. 5. Методы анализа оксидов азота в газовых потоках
- Глава 2. Объект исследования
- 2. 1. Принципиальная схема производства азотной кислоты
- 2. 2. Каталитическое окисление аммиака под давлением 0,716 МПа на двухслойном катализаторе
- 2. 3. Каталитическое восстановление оксидов азота в «хвостовых» газах под давлением 0,716 МПа
- Глава 3. Экспериментальная часть
- 3. 1. Область применения существующих методов анализа и разработка метода определения оксида азота (I)
- 3. 1. 1. Исследование полноты определения оксидов азота
- 3. 1. 2. Выбор хроматографических сорбентов
- 3. 1. 3. Разработка способа отбора пробы
- 3. 1. 4. Исследование поглотительной способности по отношению к влаге, NOx и N2O различных сорбентов
- 3. 1. 5. Результаты аттестации разработанной методики
- 3. 2. Исследование образования оксида азота (I) при каталитическом окислении аммиака под давлением 0,716 МПа
- 3. 2. 1. Влияние температуры
- 3. 2. 2. Влияние скорости газового потока на образование N20 в процессе контактного окисления аммиака
- 3. 2. 3. Влияние времени эксплуатации катализаторного пакета на образование оксида азота (I)
- 3. 3. Распределение оксида азота (I) по газовым потокам азотнокислотного производства после аппарата контактного окисления аммиака и до выброса в атмосферу
- 3. 4. Исследование процесса селективного каталитического восстановления оксидов азота (I, И, IV) на алюмованадиевом катализаторе АВК — 1 ОМ
- 3. 4. 1. Влияние объёмной скорости на восстановление NOx
- 3. 4. 2. Влияние температуры на восстановление NOx
- 3. 4. 3. Влияние аммиака на восстановление NOx
- 3. 4. 4. Влияние количества подаваемого аммиака в реактор селективной каталитической очистки на степень очистки «хвостового» газа от
- 3. 4. 5. Влияние температуры на процессы образования и разложения N2O в реакторе селективной каталитической очистки
- 3. 4. 6. Исследование влияния наиболее значимых факторов на содержание оксида азота (I) в «хвостовых» газах методом планированного эксперимента
- 3. 4. 7. Выводы
- 3. 1. Область применения существующих методов анализа и разработка метода определения оксида азота (I)
- 4. 1. Экономия от увеличения степени переработки аммиака в азотную кислоту
- 4. 1. 1. Увеличение выработки кислоты, рассчитанное по условно-постоянным расходам
- 4. 1. 2. Снижение расхода аммиака
- 4. 1. 3. Увеличение выпуска аммиачной селитры
- 4. 2. Экономический эффект от предотвращённого экологического ущерба
Список литературы
- М. Schwefer, R. Maurer, M. Groves. Reduction Of Nitrous Oxide Emissions From Nitric Acid Plants.// 1. ternational Conference & Exhibition — Vienna, March 2000.-p. 61−75.
- Neumann J., Golitzer H., Heywood А. Исследование образования N20 в производстве азотной кислоты // International Conference & Exhibition. -Warsaw, February 2003.
- Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.1. X 46 Учебное пособие /Т.Г. Ахметов, Р. Т. Порфирьева, Л. Г. Гайсин и др.- Под ред. Т. Г. Ахметова. М., Высш. шк., 2002. — 688с.
- Общая химическая технология: Учебник для техн. ВУЗов /A.M. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгардтен. 2-е изд- испр. и доп. -М., Высш. шк., 1990. — 502с.
- Технико-экономические предложения по модернизации действующих производств азотной кислоты на агрегатах УКЛ-7 Украинский Государственный институт Азотной промышленности УкрГИАП. -Днепродзержинск, 1998.
- Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности/Под. ред. В. М. Олевского. М., Химия, 1985. — 400с.
- Голодец Г. И. Гетерогенно каталитические реакции с учётом молекулярного кислорода. — Киев, Наукова думка, 1977. — 354с.
- Атрощенко В.И., Каргин С. И. Технология азотной кислоты. Издание3. е, переработанное и дополненное. М., Химия, 1970. — 496с.
- Neumann J., Golitzer Н., Heywood A. DMC2S MKS Modulates Katalysator System Технология каталитического окисления аммиака.// International Conference & Exhibition. — Vienna, March 2000. — p. 303−310.
- O.Neumann J., Golitzer H., Heywood A. DMC2 Degussa Metals Catalysts Cerdec AG Technical Materials Division, Hanau -Wolfgang., Germany.11 .Otto К., ShelefM., Kummer J. T. //J. Phys. Chem. 1970, 74. — № 13,2690
- Pignet Т., Schmidt L.D. Kinetics of NH3 oxidation on Pt, Rh and Pd.//Journal of catalysis. 1975,-v. 40. — p.212−225.
- Атрощенко В. И., Каргин С. И. Технология азотной кислоты. М., Химия, 1970.
- Tuszynski Rjczniki Chemii. — 1960. — 23, № 5. — p. 397 — 405.
- J. Zawadski. Disc. Faraday Soc. — 1950. — p. 140.
- Лунев Н.К. Очистка газовых выбросов от окислов азота методом каталитического восстановления //Роль химии в охране окружающей среды: Сб. научн. тр. Киев: Наук, думка. — 1983 — с. 100−115.
- Барелко В. В., Володин Ю. В.-ДАН СССР 1956. -№ 3. -с. 561.
- Третьяков И. И., Корчак В. М., Шуб Б.Р., Кинетика и механизм восстановления окиси азота водородом на платине. Докл. АН СССР. -1971, -с. 901−904.
- Echigoya Е., Niiyama Н., Ebitani A. Reduction of nitric oxide with hydrogen over various metal oxide catalysts. Nippon kagahu kaiskhi // J. Chem. Soc. Jap. Chem. and Ind. Chem.- 1974. — № 2, — p. 222−226.
- Vartuli J.C., Gonzalez R.D. Ammonia formation in the catalytic reduction of nitric oxide by hydrocarbons. Promotion effect of hydrogen.// J. Catal. -1974.- № 32, p.470−481.
- Чернышев В. В. Караваев М.М. Очитка промышленных газов от оксидов азота.// Журнал Всесоюз. Хим. О-ва им Д. И. Менделеева. -1979.-24№ 1 -с.48−53.
- Кузнецов B.A. Закономерности гетерогенно-каталитического восстановления монооксида азота метаном //Теоретическая и экспериментальная химия. 1991. — т.27, № 5 — с.553−560.
- Bartholomer С.Н., Reduction of nitric oxide by monolithic supported palladium nickel and palladium — ruthenium alloys //Ind. And Eng. Chem. Prod. Res. And Develop. — 1975 -№ 14.- p.29−33.
- Roth J. F., Doer R. C. Oxidation- reduction catalysts.//Ind. And Eng. Chem.
- Prod. Res. And Develop. 1961. — № 53. — p.293−296. 29. Sigg R. On the catalytic reduction of nitric oxide in the presence of oxygen. //Z. phys. Chem. Neue Folge. — 1976. — № 103. — p. 181−192.
- Власенко B.M., Жигайло Я. В. Исследование контактов шпинельного типа на основе хромитов, алюминатов и ферритов в реакции окисления хлористого водорода. //Катализ и катализаторы. 1980. — вып. 18. -с.33−37.
- А.С. 564 877 (СССР). Катализатор для очистки газов от оксидов азота / Ю. В. Князев, С. Б. Марчук и др. Б.И., 1977. — № 26.
- Глазнева Г. В., Сазонова И. С., Койер Н. П. О механизме реакции восстановления окиси азота окисью углерода на окиси железа.//В кн. III международного сипозиума по гетерогенному катализу. 1975, Варна.- с. 250−253.
- Marso L., Fernauder L., Destroy NOx Catalyticaly. Hedrocarbon Proc. -1980.- v.59, № 2. p.87−89.
- A.C. 1 611 410. Способ очистки отходящих газов от оксида азота / В. Е. Майзлиш, А. В. Величко., Ф. П. Снегирёва и др. Б.И. 1990 — № 45.
- Пат. 1 829 954 Способ восстановления оксидов азота, содержащихся в газообразных отходах / Бааке Михаэль, Бранд Райнхольд, Энглер Бернд и др. Б.И. 1993. — № 27.
- Кристофферсен Н. Очистка дымовых газов химических производств от оксидов азота. 1-й Международный Конгресс P.A.S. sur Les Polluants Atmospheriques Specififiques. — 28 30 марта, 1998. — Париж, Франция.
- Скворцов Г. А., Засорин А. П. Селективное каталитическое восстановление окислов азота аммиаком на платиновом катализаторе.//Хим. пром. 1970. — № 6. — с.435−437.
- Пат. 2 062 640 Способ очистки газов от оксидов азота/ Носков А. С., Боброва JI.H. 1996.-№ 18.
- А.С. 1 780 816 Способ очистки дымовых газов от оксидов азота и серы. /АЛ. файнштейн, А. И. Ровенский, М. В. Сагайдак. Б.И. 1992. — № 46.
- Пат. 2 006 268 Способ очистки дымовых газов от окислов азота и серы. /Р.Б. Баранова, В. Ю. Бурлов, А. Н. Ермаков. Б.И. 1994.- № 2.
- Заявка на изобретение 93 006 231/26 Способ очистки дымовых газов от окислов азота. /В.М Трюпина., Ф. Р. Исмагилов, Ю. П. Винкельман. -Б.И. 1996.-№ 2.
- А.С. 749 410 Способ очистки газа от окислов азота /М.П. Нерушин, Ю. В. Насонов, С. В. Александров. Б.И. 1980. — № 27.
- Заявка на изобретение 97 112 961/25 Способ очистки газов от оксидов азота /О.А. Устинов, С. А. Якунин, А. И. Полянский и др. Б.И. 1999. -№ 17.
- Пат. 1 805 999 Способ очистки газов от окислов азота. /Б.М. Ласкин, Г. Е Малышева, А. Е. Гулин. Б.И. 1982. — № 12.
- Пат. 1 834 695 Способ очистки выбросных газов от оксидов серы и азота /З.П. Пай, С. В. Каптерев, В. А. Кириллов и др. Б.И. 1983. — № 30.
- Пат. 2 029 606 Способ очистки газов от диоксида серы и оксидов азота. /И.С. Никандров, С. Е. Когтев, Н. В. Ксандров и др. Б.И. 1995. — № 6.
- Сиддики А.А. Теннити Дис. У. Методы снижения выбросов оксидов азота. //Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. -1981 № 10. — с.136−144.
- Матрос Ю.Ш., Носков А. С. Обезвреживание газовых выбросов промышленных производств. //Успехи химии. 1990. — т.59, вып. 10. -с.1700 -1727.
- А.С. 1 237 243 Способ очистки газов от оксидов азота /А.А. Кучеров, T.JI. Зубарева, Е. А. Зырянов. Б.И. 1986. — № 22.
- А.С. 1 643 063 Способ очистки газов от оксидов азота. /Г.В. Грекова, А. В. Величко, B.JI. Ивасенко. Б.И. 1991. — № 15.
- А.С. 1 433 486 Способ очистки газов от оксидов азота. /Е.Н. Артёмова, Ю. И. Шумяцкий, В. И. Костриков. Б.И. 1988. — № 40.
- Anon Nitric Acid Producers' Meeting. //Nitrogen & Afethanol. -September-October 1999 p.25−30.
- Petryk J., Kolakowska E. Cobalt oxide catalysts for ammonia oxidation activated with cerium and lanthanum.// Applied Catalysis B: Env. 2000 -№ 24.-p. 121−128.
- Norsk Hydro A.S., Oslo, Norway Method by reduction of nitrogen oxide -EP 0359 286 Bl- 1993.
- BASF AG, Ludwigshafen, Germany Verfahren zur katalytischen Zersetzung von N20. — DE 198 19 882 A1 -1999.
- Kuhn, G., Schumacher, V., Wagner, E. Catalytic reduction in nitric acid plants of N20 from adipic acid. //International Fertiliser Society Proceedings 435 (a). 1999. — p.1−15.
- E.I. Du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Del., USA Production of nitric oxide. US 5 478 549. — 1995.
- Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pa., USA Catalytic decomposition of N20. US5 171 553. — 1992.
- Армор X.T. //Применение катализаторов. 1992. — т. 1. — c.221.
- Ли Й., Армор X.T. //Применение катализаторов. 1992. — т. 1. — с.21.
- Grande-Paroisse S.A., 92 800 Puteaux, France Catalyst based on ferrierite/iron for catalytic reduction of nitrous oxide content in gases, method for obtaining same and application. WO 99/34 901 — 1999.
- Kogel M., Sandoval V.H., Schwieger W. Aktivitat und Stabilitet von Cu-ZSM-5-Katalysatoren bei der Zerzsetzung von NiO./Wissenschaftliche Kurzmitteilungen. 1998. — № 70. — p. 878−880.
- Masuda M., Miyahara K. //J. Res. Inst. Katalysys, Hokkaido Univ. 1971. -19 № 2. -p.85−98
- Голоден Г. И. Пятницкий Ю.И. //Катализ и катализаторы. 1968. — № 4. -с.25.
- Стадник В.П., Корнейчук Т. П., Ройтер В. А. //Укр. Хим.журнал. 1964, № 9.-919−925.
- Butler J.D. //Trans faraday Soc. 1960. — № 12. — c.1842.
- Karabayru//J. Chem. Soc. Japan. Pure Chem. Sec. 1954. — № 8. — c.835−838.
- Полякова Г. М. Автореферат кандидатской диссертации ИК СО АН СССР, Новосибирск. -1973.
- Jiru P., Tomkova D., Jara V., Wankova J. Z. anorg. Allg. Chem. — 1960. -№ 3. — p.121−126.
- Кулькова H.B. //Журнал физической химии. 1940. — № 31. — c.2017.
- Полякова Г. М., Кочкина Л. Д., Давыдова Л. П. Процессы глубокого окисления. Всесоюзная конференция по кинентике каталитических реакций. — Новосибирск, 1973. — с.8−17.
- Илларионов В.В. Ванадиевые катализаторы для контактного производства серной кислоты. М.: Госхимиздат. — 1963. — с.7.
- ГербуртЕ.В. и др. Ванадиевые катализаторы для контактного производства серной кислоты. М.: Госхимиздат. — 1963. — с.36.
- Боресков Г. К., Дзисько В. А. Тарасова Д.В. //Кинетика и катализ. -1970.-№ ll.-c.181.
- Pophal С., Yogo Т., Tanabe К., Segawa К. //Catalysis Letters —1997.-№ 44-p. 271.
- Pophal С., Yogo Т., Yamada К., Segawa К. //Applied Catalysis В — 1998. — № 16.-p. 177.
- Kogel M., Sandoval V.H., Schwieger W., Tissler A., Turek T. //Catalysis Letters. — 1998. -№ 23. — p. 51.•
- Kogel M., Monnig R., Schwieger W., Tissler A., Turek T. Simultaneous catalytic removal of NO and N20 using Fe-MFI. //Journal of Catalysis. -1999.-№ 182.-p. 2371.
- Mauvezin M., Delahay G., Kiblich F., Coq В., Kieger S Catalytic reduction of N20 by NH3 in presence of oxygen using Fe-exchanged zeolites. // Catalysis Letters. — 1999. — № 62. — p. 41−44.
- Grande Paroisse Селективное каталитическое восстановление (SCR) N20 и NOx аммиаком на Fe-цеолитах // International Conference & Exhibition. Warsaw, February 2003.
- Другов A.C., Конопелько A.A. Газохроматографический анализ газов. -М.: МОИМПЕКС. 1995. — с.187.
- Doring С. Е., Geyer R., Roske P. Acta Chim. Acad. Sci. Hung. -1972 -v.73, №.4. — p. 399−410.
- Реми Г. Курс неорганической химии. Перевод с немецкого /Под.ред. А. В. Новосёловой, т.2. — М.: Мир. — 1974.
- Марвийе JI., Траншан Ж. //Труды III Междунар. симпозиума по газовой хроматографии в Эдинбурге. Пер. с англ. Под ред. А. А. Жуховицкого и Н. М. Туркельтауба. М., Мир. — 1964. — с. 413−426.
- Horton A.D., Meyer A.S., Botts J.L., U.S. //Atomic Energy Commiss. Analyt. Chem. Div. ORNL 3537.- 1963.- p.20.
- Dietz R.H. Analyt. Chem.- 1968.- v. 40, № 10. p.1576−1578.
- Brenner N.e.a. // J. Chromatogr. 1960. — v.3, № 3. — p. 230−234.
- Doring С. E., Geyer R., Roske P. //Acta Chim. Acad. Sci. Hung.- 1972.-v.73, №.4. p. 399−410.
- Бескова Г. С., Филиппов B.C. //Зав. лаб.- 1972.- т.38, № 2.- с. 154−155.
- Wilhite W. F., Hollis О. L. J. //Gas Chromatogr.- 1968.- v.6, № 2- p. 84−88.
- Quinlan C. W., Kittrel J.R. //J. Chromatogr., Sci. 1972.- v.4, № 11. — p. 691−693.
- Trowell J. //J. Chromatogr., Sci. 1971. — v.9, № 4 — p. 253−254.
- Берёзкин В.Г., Гавричев B.C. //Зав лаб. 1971. — т.5,№ 8. — с.901−902.
- Muraca R.F. е.а. //Analyt. Chem. 1969. — v. 41, № 2. — p.295−298.
- Панков А.Г., Сироткин Л. А. // Зав лаб. 1974. — т.4,№ 2. — с.156−157.
- Doring С. Е., Geyer R., Roske P. //Acta Chim. Acad. Sci. Hung. 1973. -v.45, №.2. -p. 89−98.
- Juvet R.S., Zado F. //Advances in Chromatography.-.ed. by J.C. Giddings, R.A. Keller v. 1, N.Y., 1965. — p. 249−307.
- Trowell J. M. Analyt. Chem. 1965. — v. 37, № 9. — p. l 152−1154.
- Ногаре С.Д., Джвет P.C. Газо-жидкостная хроматография. Пер. с англ. /А.Н. Александрова и М. И. Дементьевой. Л. Недра. — 1966. — 471с.
- Устиновская И.А. и др. //Изв. Сибирского отд. АН СССР. Сер.хим. 1972. — вып.1. — с. 103−107.
- Другое Ю.С. //Сб. Методы анализа и контроля производства в химической промышленности. М., НИИТЭХИМ. 1970, — № 5 с. 14.
- Araki S., Kato Т., Atobe Т. //Japan Analist.- 1963.- v.12, № 5. p. 450 457.
- Huillet F.D., Urone P.J. // J. Gas Chromatogr.- 1966. v.4, № 7. — p. 249−255.
- Прокопьева М.Ф., Букина B.K. //Сб. Газовая хроматография.- М., НИИТЭХИМ, 1967. вып.6.- с.132−134.
- Другов Ю.С. Методы анализа и контроля производства в химической промышленности. -. М., НИИТЭХИМ. 1969. — вып.1,-с.26−29.
- Яворовская С.Ф., Другов Ю. С., Анваер Б. И. //Газовая хроматография в химической промышленности, тезисы докл. отраслевого совещания. г. Навои. М., 1969 — с. 26.
- Усвяцов А.А., Генкина Е. В., Славнова А. С., Зенкина Н. Г., //Труды ГИАП. Производство органических продуктов.- 1981.- вып.60.- с.47−50.
- Другов Ю.С. // Сб. Методы анализа и контроля производства в химической промышленности. М., НИИТЭХИМ. — 1970. — вып.З. -с.60−64.
- Дмитриев М.Т. и др. //Гигиена и санитария. 1979.- № 7.- с. 57.
- Грищенко Н.В., Брач В. Я., Савчук Н. В. //Сб. Проблемы современной аналитической химии. Л.: Наука, 1986. — № 5 — с.122−127.
- Вишневский В.Ю., Бескова Г. С. Бутусова А.И. //Журн. аналит. химии.- 1987.- т.42, № 11. с. 2022 — 2026.
- Калве Р.Э., Канн Ю. М., Холлер У. Х. //Труды Таллинского политехнического института 1978. — № 447. — с.61−65.
- Gvosdovich T.N., Kiselev A.V., Yashin Ya I. //Chromatographia, 1978. -v.ll,№ 10. p. 596−599.
- Fujii Toshiaki //Japan Analist. 1979. — v.28, № 6. — p. 388−390.
- Регламент цеха № 5. Производство неконцентрированной азотной кислоты под давлением 0,716 МПа. ОАО «Невинномысский Азот».
- Краткий справочник физико-химических величин /Под ред. А. А. Равделя и A.M. Пономаревой Спб., «Иван Федоров», 2002.-240с.
- Шноль В.Я. и др. Твёрдые носителя для газовой хроматографии //Новые сорбенты для хроматографии, сборник научных трудов по газовой хроматографии. -М., 1972. вып. 18. — с.20−27.
- Другов Ю.С., Беликов А. Б., Дьякова Г. А., Тульчинский В. М. Методы анализа загрязнённого воздуха. М., Химия, 1984. — 384с.
- Другов Ю.С., Берёзкин В. Г. Газохроматографический анализ загрязнённого воздуха. М., Химия, 1981.- 256с.
- Анваер Б.И., Другов Ю. С. Газовая хроматография неорганических веществ. М., Химия, 1976. — 240с.
- Другов Ю.С., Родин А. А. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды и почвы. Практическое руководство. СПб., Теза 1999.-622с.
- Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритмы оценивания МИ 2336−95. -Государственная система обеспечения единства измерений. -Екатеринбург, УНИИМ. — 1995. -46с.