Развитие научных и инженерных основ технологии очистки коксового газа круговым фосфатным способом

• Автор: Чимаров, Валерий Арнольдович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Круговой фосфатный способ очистки коксового газа

от аммиака. Теоретические основы. Состояние разработок.

Задачи исследований.

Глава 2. Создание головной промышленной установки. Методика

промышленных исследований.

2.1. Характеристика головной промышленной установки

очистки газа с уничтожением аммиака в ОАО Кокс .

2.2. Исследование процесса абсорбции аммиака и

регенерации растворов ортофосфатов аммония.

2.3. Оперативный контроль состава поглотительного
раствора на головной промышленной установке
2.4. Определение содержания и состава примесей в растворах и отложениях в технологическом оборудовании.
Глава 3. Исследование проектной технологии очистки коксового газа круговым фосфатным способом
на головной промышленной установке ОАО Кокс.
3.1. Исходные условия
3.2. Абсорбция аммиака.
3.3. Загрязнение и очистка ортофосфатного раствора
методом отстаивания
3.4. Регенерация раствора диаммонийфосфата.
3.5. Нагрев и охлаждение ортофосфатных растворов, конденсация пароаммиачной смеси
3.6. Обобщения.
Глава 4. Исследование пенообразования в растворах очистки
коксового газа круговым фосфатным способом.
4.1. Методика исследований.
4.2. Оценка вспениваемости производственных растворов, загрязненных примесями.
4.3. Разработка антипенной присадки
для ортофосфатных растворов очистки газа от аммиака
4.4. Изучение причин вспениваемости производственных растворов, содержащих примеси
4.5. Выводы.
Глава 5. Исследование очистки раствора ортофосфатов аммония
от взвешенных примесей центробежным сепарированием .
5.1. Исходные условия.
5.2. Эффективность очистки растворов центробежным сепарированием
5.3. Химический состав частиц твердой фазы
5.4. Выводы.
Глава 6. Инженерная оценка модернизации технологического
процесса очистки коксового газа от аммиака
6.1. Новые технические решения
6.2. Техникоэкономическая эффективность модернизированной технологии очистки коксового газа круговым фосфатным способом
с уничтожением аммиака.
6.3. Перспективы промышленного распространения разработанной технологии
6.4. Выводы.
Заключение
Список литературы


Поглощение сопутствующих кислых примесей коксового газа (Н, С, НСЫ) при абсорбции аммиака кислыми растворами ортофосфатов аммония и правильной организации процесса является минимальным. Научные основы кругового фосфатного способа очистки коксового газа от аммиака разработаны в СССР Харламповичем Г. Д. и Бунаковым Н. Г. в Уральском политехническом институте [4,5], а также Назаровым В. Г. и Зелинским К. В. в Восточном научно-исследовательском углехимическом институте [6,7]. Промышленная реализация варианта процесса с выделением жидкого технического аммиака впервые осуществлена корпорацией «Юнайтед Стейтс Стил» (США). Этот процесс под фирменным названием «ФОСАМ» получил широкое распространение на зарубежных предприятиях [8]. Технология очистки коксового газа круговым фосфатным способом защищена зарубежными патентами, авторским свидетельствами и патентами России и СССР [9-]. Экспериментальные данные показывают, что моноаммонийфосфат (МАФ) в водных растворах при температурах до 0 °С практически не гидролизовал [2]. Над растворами фосфатов аммония с мольным отношением И. ЫН3:НзРС>4 менее 1,3 давление аммиака при температуре ниже °С практически равно нулю [4,5]. Равновесное давление аммиака над растворами смеси моно- и диам-монийфосфага (ДАФ) различной концентрации определили экспериментально [5,2]. Ринз = - /Т +1,? Сф + 2К + 5,0, (1. Рмнз - равновесное давление аммиака над раствором, мм. Сф - концентрация фосфатного иона в растворе, моль/дм3. Зависимость давления паров аммиака от температуры и состава растворов иллюстрируется поданным [2] в табл. Таблица 1. Содержание, г/дм3 Давление паров аммиака (мм рт. Селективность абсорбции аммиака из газа растворами фосфатов аммония зависит как от химических взаимодействий реагирующих веществ с кислотой и водой, так и от условий массообмена в абсорбционном процессе. Относительное влияние физического и химического взаимодействий на растворимость кислых газов в фосфатных растворах можно оценить при сопоставлении значений констант диссоциации соответствующих кислот (табл. Таблица 1. При поглощении раствором смеси МАФ и ДАФ углекислоты и сероводорода могут образовываться кислые соли этих кислот, т. Растворимость цианистого водорода в фосфатных растворах зависит только от физических факторов (диффузионные условия абсорбции, температура, состав фаз). Теоретический анализ равновесного с коксовым газом содержания С и Н в фосфатных растворах (рис. Зелинским К. В. [7]. Рис. Равновесное насыщение растворов фосфатов аммония сероводородом (1,2) и диоксидом углерода (3-5) при очистке коксового газа. Температура раствора: 1,2,4,5- ЗОЗК; 3-3К. Содержание фосфатного аниона в растворе 1- 3,0; 2,3,4- 2,0; 5- 4,0 моль/дм3. Приведенная графическая зависимость концентрации С и Н в растворах от Я и Сф иллюстрирует следующие прогнозируемые закономерности. При абсорбции кислых примесей (С и Н) из коксового газа растворами ортофосфатов аммония в условиях равновесия химических реакций будет наблюдаться значительное загрязнение этими примесями раствора диаммонийфосфа-та (при Я более 1,8), и селективность улавливания аммиака будет невелика. Влияние химических реакций на концентрацию С и Н2Б в растворе будет возрастать при Я более 1,8. Поэтому предпочтительным следует считать организацию абсорбции аммиака с ограничением аммиакоемкости раствора, при котором мольное отношение ЫНз:НзР в поглотителе на выходе из абсорбера будет не более 1,8. Эти выводы соответствуют зависимости pH раствора от Я, в соответствии с которой растворы с Я более 1,9 становятся щелочными []. Изменение температуры в пределах 3+3 К существенно не влияет на равновесное поглощение С и Н из коксового газа растворами ортофосфатов аммония. На основе приведенных зависимостей делается заключение [7] о необходимости проведения процесса улавливания аммиака при Я на выходе из абсорбера не выше 1,8 и в диффузионных условиях, при которых массопередача протекает в неравновесных условиях и является определяющей для селективного извлечения аммиака. При абсорбции аммиака из коксового газа ортофосфатным раствором с минимальным мольным соотношением аммиака к фосфорной кислоте из газа будут извлекаться пиридиновые основания.