Исследование и разработка технологического процесса сжигания аммиака из пароаммиачных смесей очистки коксового газа

• Автор: Дьяков, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 119 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Процессы очистки коксового газа без получения сульфата

аммония. Обобщение особенностей технологии и

обоснование цели исследований

Глава 2 Современные представления об образовании токсичных

примесей при сжигании топлива, содержащего соединения

азота и пароаммиачных смесей. Задачи исследований

2.1. Образование оксидов азота при сжигании топлива

2.2. Сжигание аммиака и других азотсодержащих соединений

2.3. Выводы. Задачи исследований

Глава 3 Экспериментальная база. Теоретическое обоснование
пределов регулирования параметров сжигания ПАС в реакторах и программы промышленных исследований
3.1. Технологические схемы промышленных установок
3.2. Инженерный анализ тепловых режимов сжигания аммиака
различной концентрации в вертикальном циклонном реакторе из ПАС
3.3. Прогноз образования токсичных примесей при сжигании
концентрированных ПАС в смеси с коксовым газом, содержащим сероводород
3.4. Выводы
Глава 4 Промышленные исследования процессов сжигания аммиака
из пароаммиачных смесей кругового фосфатного способа очистки коксового газа
4.1. Методика промышленных исследований
4.2. Закономерности промышленного процесса сжигания аммиака из ПАС очистки коксового газа
4.2.1. Эффективность сжигания аммиака и других примесей ПАС в циклонных реакторах
4.2.2. Образование оксидов азота при сжигании аммиака из ПАС в циклонных реакторах
4.2.3. Окисление серосодержащих примесей при сжигании аммиака .
4.3. Эксплуатационная надежность установок сжигания
аммиака коксового газа
4.3.1. Исходные положения
4.3.2. Результаты коррозионных испытаний материалов коммуникаций пароаммиачной смеси
4.3.3. Эксплуатационная надежность котлаутилизатора
4.4. Выводы
Глава 5 Техникоэкономическая эффективность и реализация
результатов исследований и разработок . .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Планирование экспериментов на этих установках обосновывалось предварительными исследованиями тепловых режимов, термодинамическим моделированием на ЭВМ образования Ж)х, БОг и 3 при сжигании ПАС в смеси с коксовым газом и конструктивными ограничениями температурных пределов проведения процесса в циклонных реакторах с котлами-утилизаторами. Достоверность показателей режима сжигания подтверждалась прямым дублирующим замером аттестованными приборами. Усреднение и графическое отображение показателей режима предусмотрено программным обеспечением АСУ ТП. Анализ проб ПАС и продуктов сжигания проводился по аттестованным методикам, принятым в коксохимическом производстве и экологическом контроле. Научная новизна работы заключается в том, что представительными экспериментальными исследованиями на промышленных установках с циклонными реакторами двух типов впервые получены количественные зависимости полноты сжигания аммиака, сопутствующих азотсодержащих примесей из ПАС очистки коксового газа, выхода оксидов азота и серы в окислительном процессе от технологических факторов и конструктивных особенностей циклонных реакторов. Реализаиия результатов работы в промышленности. Основные результаты работы реализованы при модернизации Кемеровского коксохимического завода (ОАО «Кокс»). На заводе впервые в мировой практике внедрен круговой фосфатный способ очистки коксового газа со сжиганием аммиака из ПАС в циклонных реакторах. Технология планируется к распространению на ряде предприятий Российской Федерации, за рубежом (Казахстан) и имеет общеотраслевое значение. ОАО «Кокс». Апробация работы. Основные результаты работы рассматривались в ВУХИНе (г. Екатеринбург, - гг. ТЭР реконструкции коксохимпроизводств, на научно-практических конференциях по проблемам экологии (г. Екатеринбург , г. Новокузнецк г. ОАО «Кокс» (- г. Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 9 работах, в том числе в 4 статьях в журнале «Кокс и химия», в 5 тезисах докладов на научно-практических конференциях. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложена на 9 страницах машинописного текста, содержит рисунок, таблиц, список литературы из наименований. ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА БЕЗ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА АММОНИЯ. За рубежом получили распространение процессы улавливания аммиака водой с последующей десорбцией из воды абсорбированных из газа аммиака и сопутствующих кислых примесей (Н, НСЫ, С) в пароаммиачные смеси ( ПАС ) и уничтожением аммиака из этих смесей. Реакции 1-4 являются основными при сжигании ПАС, реакции 5-7 при каталитическом расщеплении аммиака. При протекании вторичных реакций в присутствии кислорода образуются окислы азота, что требует оптимизации процесса, как технологическими приемами, так и выбором приемлемой конструкции печей сжигания. Сероводород при сжигании аммиака по реакции (1) окисляется в диоксид серы, который выбрасывается с продуктами сжигания аммиака через дымовую трубу и загрязняет атмосферу. Тем не менее, на зарубежных предприятиях в х годах прошлого столетия получили распространение экологически несовершенные способы улавливания аммиака водой со сжиганием аммиака, разработанные немецкой фирмой Штиль [1]. Ниже приведены технологические схемы, применяемые на зарубежных коксохимических заводах без сероочистки прямого коксового газа от сероводорода (рис. В схеме улавливания аммиака с последующим его сжиганием в печи с котлом утилизатором коксовый газ промывают в аммиачном скруббере 1. Скрубберную воду насыщают аммиаком и примесями Нг8, НСЬ1, СОг через теплообменник 2 подают в аммиачную колонну 3. В колонне 3 острым паром отгоняют поглощенные из газа аммиак и примеси. Пароаммиачную смесь через дефлегматор направляют в печь сжигания. Горячие продукты сгорания охлаждают в котле-утилизаторе 5 и затем сбрасывают в атмосферу через дымовую трубу 6. В котле-утилизаторе получают пар, который используется для отгонки аммиака в колонне 3. В технологической схеме без утилизации тепла отходящих газов (рис. Для сжигания используют тоннэльные печи с огнеупорной футеровкой и с насадкой, конструкции которых являются НОУ-ХАУ и фирмой разработчиком в открытой печати не раскрываются. Отсутствуют также опубликованные результаты исследований сжигания аммиака в.