«Рассчитать и спроектировать стадию абсорбции окислов азота в производстве азотной кислоты» - Дипломная работа

Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Все возрастающий объем производства HNO3 объясняется огромным значением азотной кислоты и ее солей для народного хозяйства [1, 2].

Азотная кислота является одним из исходных продуктов для получения большинства азотсодержащих веществ. До 70-80% ее количества расходуется на получение минеральных удобрений. Одновременно азотная кислота применяется при получении взрывчатых веществ почти всех видов, нитратов и ряда других технических солей; в промышленности органического синтеза; в ракетной технике, как окислитель в различных процессах и во многих других отраслях народного хозяйства.

Промышленностью вырабатывается неконцентрированная (до 60-62% HNO3) и концентрированная (98-99% HNO3) кислота. В небольших объемах выпускается реактивная и азотная кислота особой чистоты. В производстве взрывчатых веществ нитрованием толуола, уротропина, ксилола, нафталина и других органических продуктов применяют концентрированную азотную кислоту. Для получения удобрений потребляется, как правило, разбавленная азотная кислота.

Для очистки отходящих газов, содержащих пары азотной кислоты и окислы азота высокой концентрации, на промышленных предприятиях применяются колонные аппараты тарельчатого и насадочного типа. Однако эффективная очистка газовых выбросов, характеризующихся большим объемом отходящих газов, достигающих 50,0 – 100,0 тыс. м3/час, сопряжена с серьезными трудностями. Известно, что действующие на предприятиях абсорбера очистки газов не обеспечивают ПДВ и ПДК. [5]

Одним из способов ускорения процесса массообмена является увеличение скорости взаимодействия фаз, за счет чего увеличивается турбулизация двухфазного потока, однако с увеличением скорости резко возрастает пено- и брызгоунос, устранить который трудно.

Использование барботажных и насадочных аппаратов сдерживается малой скоростью газа по сечению, не превышающего 1 – 1,5 м/с, кроме того, эти аппараты обладают значительным уносом жидкой фазы со ступени на ступень.

Специфичной особенностью процесса очистки отходящих газов от легко растворимых веществ является малое количество жидкости, подаваемой по материальному балансу, для получения продукционного раствора. При абсорбции, например, паров азотной кислоты, жидкости в аппарат поступает примерно в 100 раз меньше. Поэтому для получения необходимой площади поверхности контакта фаз на практике применяют многократную циркуляцию жидкости. Кратность циркуляции обычно находится в пределах 100÷200. Однако при циркуляции жидкости увеличивается брызгоунос. На практике при эксплуатации, например, многоступенчатых пленочных абсорберов брызгоунос кислоты порой превышал количество воды, подаваемой в аппарат. В работе [10] дана оценка степени влияния уноса жидкости на эффективность аппаратов. В аппарате с циркуляцией жидкости оптимальный унос жидкости с тарелки определяется по уравнению: