[go: up one dir, main page]

RU2470856C2 - Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end - Google Patents

Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2470856C2
RU2470856C2 RU2009148393/05A RU2009148393A RU2470856C2 RU 2470856 C2 RU2470856 C2 RU 2470856C2 RU 2009148393/05 A RU2009148393/05 A RU 2009148393/05A RU 2009148393 A RU2009148393 A RU 2009148393A RU 2470856 C2 RU2470856 C2 RU 2470856C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
turbine
air
regenerative
cooling
Prior art date
Application number
RU2009148393/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009148393A (en
Inventor
Иван Иванович Барабаш
Геннадий Моталевич Кустанович
Гедалий Давидович Онищенко
Ольга Николаевна Кретова
Original Assignee
Иван Иванович Барабаш
Геннадий Моталевич Кустанович
Гедалий Давидович Онищенко
Ольга Николаевна Кретова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Иванович Барабаш, Геннадий Моталевич Кустанович, Гедалий Давидович Онищенко, Ольга Николаевна Кретова filed Critical Иван Иванович Барабаш
Publication of RU2009148393A publication Critical patent/RU2009148393A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2470856C2 publication Critical patent/RU2470856C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/28Apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to nitric acid production and may be used in chemical industry. Compressed air is fed into one stage of gas turbine unit. Portion of compressed flow is cooled down and directed for cooling recuperative turbine 10. Major airflow is cooled in plate-type heat exchanger in feeding heated water to recovery boiler 6 and/or in steam generator while produced steam is directed for evaporation of liquid ammonia and/or heating and deaerating chemical cleaned water. Major flow is divided into two flows. First flow is fed to mixing with heated gaseous ammonia while second flow is fed into vent column16. Ammonia is oxidised by air of first flow at catalyst. Nitrose gas is cooled in recovery boiler 6 with bypass adjustment of its feed for heating end gases in two stages. Nitrose gas is aftercooled by water to condense reaction moisture in two stages. Nitrose gas is absorbed by steam condensate or desalted water. Nitric acid is blown by second pre-cooled airflow and divided into two flow, one to be fed for nitrose gas oxidation and second one to be fed into vent column 16. End gases are heated, cleaned of nitrogen oxides at catalyst, heated in gar turbine combustion chamber 19 to recover energy of off-gases in recuperative turbine 10.
EFFECT: higher efficiency and reliability.
11 cl, 2 dwg

Description

Группа изобретений относится к производству неконцентрированной и концентрированной азотной кислоты и может быть использована в азотной промышленности, в частности, в энерготехнологических схемах производства азотной кислоты, содержащих рекуперативный газотурбинный агрегат.The group of inventions relates to the production of non-concentrated and concentrated nitric acid and can be used in the nitrogen industry, in particular, in energy technological schemes for the production of nitric acid containing a regenerative gas-turbine unit.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к способу в заявляемой группе изобретений является способ производства азотной кислоты, включающий одноступенчатое получение сжатого воздуха в компрессоре газотурбинной установки, подачу основного потока воздуха на технологию и сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания рекуперативной турбины, охлаждение основного потока воздуха, разделение его на два потока, подачу первого потока на смешение с подогретым газообразным аммиаком, поступающим отдельным потоком через испаритель жидкого аммиака, а второго в продувочную колонну на отдувку продукционной азотной кислоты, каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха первого потока с образованием нитрозного газа, утилизацию реакционного тепла с получением пара, рекуперативное охлаждение нитрозного газа хвостовыми газами, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа доохлаждением его водой, абсорбцию нитрозного газа конденсатом водяного пара или обессоленной водой, получение продукционной азотной кислоты, отдувку ее вторым потоком воздуха, рекуперативный подогрев хвостовых газов, каталитическую очистку хвостовых газов от оксидов азота, огневой подогрев хвостовых газов в камере сгорания газотурбинной установки с последующей рекуперацией энергии отходящих газов в рекуперативной турбине газотурбинной установки [патент РФ №2248322, МПК7 С01В 21/40, 21/26, опубл. 20.03.2005], выбранный в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved result to the method in the claimed group of inventions is a method for the production of nitric acid, which includes a single-stage production of compressed air in a compressor of a gas turbine installation, the main air flow to the technology and combustion in a mixture with natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine, cooling the main air stream, dividing it into two streams, supplying the first stream for mixing with heated gaseous ammonia, a separate stream th through an evaporator of liquid ammonia, and the second to a purge column to blow off production nitric acid, catalytic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen of the first stream to produce nitrous gas, utilization of reaction heat to produce steam, regenerative cooling of nitrous gas by tail gases, condensation of reaction moisture from nitrous gas to aftercooling its water, absorption of nitrous gas by condensate of water vapor or demineralized water, obtaining production of nitric acid, blowing it with a second stream air recuperative heating of tail gas, catalytic purification of tail gases from nitrogen oxides, heated tail gas firing in a combustion chamber of a gas turbine plant with subsequent recovery of the exhaust gas energy in the gas turbine plant regenerative turbine [RF patent №2248322, 7 IPC S01V 21/40, 21 / 26, publ. March 20, 2005], selected as a prototype.

В известном способе сжатый в компрессоре газотурбинной установки основной поток воздуха с температурой 280-360°С подают на технологию, а часть потока - на сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания рекуперативной турбины. Основной поток воздуха охлаждают до 200-240°С питательной водой с начальной температурой 104°С в «кипящем» экономайзере. Вода, нагретая до температуры кипения, соответствующей давлению пара, получаемого в котле-утилизаторе, вскипает и полученную пароводяную эмульсию с содержанием пара не выше 25% отводят в паросборник котла-утилизатора, в котором охлаждают нитрозный газ с температурой 900-950°С, получаемый при каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. Затем нитрозный газ охлаждают в одну ступень хвостовыми газами до 150-180°С и доохлаждают в одну ступень до 45-55°С, после чего их подают на абсорбцию конденсатом водяного пара или обессоленной водой и получают азотную кислоту, которую отдувают воздухом от растворенных оксидов азота в продувочной колонне. В продувочную колонну воздух на отдувку продукционной азотной кислоты поступает после охлаждения от 200-240°С до 130-160°С в подогревателе газообразного аммиака. Хвостовые газы, нагретые до температуры 260-280°С при рекуперативном охлаждении нитрозного газа, каталитически очищают от окислов азота, нагревают в камере сгорания газотурбинной установки и направляют в рекуперативную турбину газотурбинной установки.In the known method, the main air stream with a temperature of 280-360 ° C compressed in a compressor of a gas turbine plant is supplied to the technology, and part of the stream is burned in a mixture with natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine. The main air stream is cooled to 200-240 ° C with feed water with an initial temperature of 104 ° C in a "boiling" economizer. Water heated to a boiling point corresponding to the pressure of the steam received in the recovery boiler boils and the resulting steam-water emulsion with a steam content of not more than 25% is taken to the steam collector of the recovery boiler, in which the nitrous gas is cooled at a temperature of 900-950 ° C, which is obtained in the catalytic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen. Then, nitrous gas is cooled in one step by tail gases to 150-180 ° C and further cooled in one step to 45-55 ° C, after which they are fed to the absorption of water vapor condensate or demineralized water and nitric acid is obtained, which is blown off with air from dissolved oxides nitrogen in the purge column. After purging from 200-240 ° C to 130-160 ° C in an ammonia gas heater, air enters the purge column to blow off the production nitric acid. Tail gases heated to a temperature of 260-280 ° C during the regenerative cooling of nitrous gas are catalytically cleaned of nitrogen oxides, heated in the combustion chamber of a gas turbine unit, and sent to a regenerative turbine of a gas turbine unit.

Указанный способ производства азотной кислоты значительно упростил получение сжатого воздуха до требуемого давления за счет его одноступенчатого сжатия.The specified method for the production of nitric acid has greatly simplified the production of compressed air to the required pressure due to its single-stage compression.

К недостаткам данного способа относятся:The disadvantages of this method include:

- отсутствие охлаждения потока воздуха с температурой 280-360°С после сжатия в компрессоре, что снижает эффективность охлаждения и сокращает ресурс работы турбины;- the lack of cooling the air stream with a temperature of 280-360 ° C after compression in the compressor, which reduces the cooling efficiency and reduces the life of the turbine;

- сложность и нестабильность работы стадии охлаждения сжатого основного потока воздуха в «кипящем» экономайзере с утилизацией низкопотенциального тепла сжатия воздуха с подогревом и кипением 25% массового потока питательной воды при жестких температурных условиях, соответствующих режиму работы котла-утилизатора (при давлении 1,5 МПа и температуре 204°С), в который подается полученная пароводяная смесь;- the complexity and instability of the stage of cooling the compressed main air stream in a "boiling" economizer with the utilization of low-grade heat of air compression with heating and boiling of 25% of the mass flow of feed water under severe temperature conditions corresponding to the operation of the waste heat boiler (at a pressure of 1.5 MPa and a temperature of 204 ° C) into which the resulting steam-water mixture is supplied;

- недостаточная степень рекуперативного подогрева хвостовых газов перед их каталитической очисткой от оксидов азота;- insufficient degree of regenerative heating of tail gases before their catalytic purification from nitrogen oxides;

- использование газообразного аммиака в качестве охлаждающего агента воздуха, подаваемого в продувочную колонну, повышает взрывоопасность способа в связи с возможностью образования взрывоопасной концентрации аммиачно-воздушной смеси при разгерметизации трубного и межтрубного пространства оборудования, а также отложения нитрит-нитратных взрывоопасных солей в конструктивных элементах продувочной и абсорбционной колонн;- the use of gaseous ammonia as a cooling agent of the air supplied to the purge column increases the explosiveness of the method due to the possibility of the formation of an explosive concentration of ammonia-air mixture during depressurization of the pipe and annular space of the equipment, as well as the deposition of nitrite-nitrate explosive salts in the structural elements of the purge and absorption columns;

- недостаточная степень окисления нитрозного газа перед абсорбцией из-за нерационального распределения потоков воздуха, поступающего на технологию;- insufficient oxidation of nitrous gas before absorption due to the irrational distribution of air flows entering the technology;

- повышенный выброс монооксида углерода СО и оксидов азота NOx при сгорании природного газа в камере сгорания рекуперативной турбины.- increased emission of carbon monoxide CO and nitrogen oxides NO x during the combustion of natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine.

Известный способ производства азотной кислоты осуществляют в соответствующем ему агрегате по патенту РФ №2248322 [МПК7 С01В 21/40, 21/26, опубл. 20.03.2005], который является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к агрегату в заявляемой группе изобретений.A known method for the production of nitric acid is carried out in the corresponding unit according to the patent of the Russian Federation No. 228322 [IPC 7 СВВ 21/40, 21/26, publ. March 20, 2005], which is the closest in technical essence and the achieved result to the unit in the claimed group of inventions.

Известный агрегат для производства азотной кислоты содержит фильтр атмосферного воздуха, газотурбинную установку, включающую осевой компрессор для сжатия воздуха, у которого на выходе линия потока сжатого воздуха разделена на две части, одна из которых, предназначенная для технологии, связана сначала с охладителем сжатого воздуха, а затем со смесителем газов и соединена с продувочной колонной азотной кислоты, а вторая, предназначенная для сжигания топлива, соответственно с рекуперативной турбиной и камерой сгорания рекуперативной турбины, и рекуперативную турбину для расширения хвостовых газов, нагретых газами из камеры сгорания, установленную непосредственно на одном валу с осевым компрессором, а также испаритель и подогреватель аммиака, аппараты окисления аммиака воздухом, абсорбции оксидов азота, подогрева хвостовых газов, конденсации реакционной влаги из нитрозного газа, котел-утилизатор, имеющий паросборник, смеситель хвостовых газов с аммиаком, реактор каталитической очистки хвостовых газов и продувочную колонну азотной кислоты. При этом в качестве охладителя сжатого воздуха используют "кипящий" экономайзер, а линия воздуха, предназначенная для технологии, соединена с продувочной колонной азотной кислоты через подогреватель аммиака.A known unit for the production of nitric acid contains an atmospheric air filter, a gas turbine unit, including an axial compressor for compressing air, in which the outlet line of the compressed air stream is divided into two parts, one of which, intended for technology, is connected first with a compressed air cooler, and then with a gas mixer and connected to a nitric acid purge column, and the second, designed to burn fuel, respectively, with a regenerative turbine and a regenerative tour combustion chamber bins, and a recuperative turbine for expanding tail gases heated by gases from the combustion chamber, mounted directly on the same shaft as an axial compressor, as well as an ammonia evaporator and heater, ammonia oxidation apparatus by air, nitrogen oxide absorption, tail gas heating, and condensation of reaction moisture from nitrous gas, a recovery boiler having a steam collector, a tail gas mixer with ammonia, a tail gas catalytic purification reactor, and a nitric acid purge column. In this case, a “boiling” economizer is used as a compressed air cooler, and the air line intended for the technology is connected to a nitric acid purge column through an ammonia heater.

Недостатками известного агрегата являются:The disadvantages of the known unit are:

- использование в качестве охладителя сжатого воздуха «кипящего» экономайзера, создающего нестабильность работы стадии охлаждения сжатого основного потока воздуха из-за жестких температурных условий, соответствующих режиму котла-утилизатора, и сниженного температурного напора между воздухом и охлаждающей средой, обуславливающего, при прочих равных условиях, требуемую поверхность теплообмена и, следовательно, металлоемкость охладителя;- the use of a “boiling” economizer as a compressed air cooler, which creates the instability of the stage of cooling the compressed main air flow due to harsh temperature conditions corresponding to the mode of the recovery boiler, and a reduced temperature pressure between the air and the cooling medium, which stipulates, all other things being equal , the required heat transfer surface and, therefore, the metal consumption of the cooler;

- недостаточная степень рекуперативного подогрева хвостовых газов перед их каталитической очисткой от оксидов азота;- insufficient degree of regenerative heating of tail gases before their catalytic purification from nitrogen oxides;

- низкий ресурс работы рекуперативной турбины газотурбинной установки из-за отсутствия охлаждения потока воздуха, подаваемого на охлаждение рекуперативной турбины с температурой 280-360°С после сжатия в компрессоре;- low service life of the recuperative turbine of the gas turbine plant due to the lack of cooling of the air flow supplied to the cooling of the recuperative turbine with a temperature of 280-360 ° C after compression in the compressor;

- повышенная взрывоопасность в связи с охлаждением воздуха, подаваемого в продувочную колонну, в подогревателе газообразного аммиака;- increased explosiveness due to cooling of the air supplied to the purge column in the heater of gaseous ammonia;

- недостаточная степень окисления нитрозного газа перед аппаратом абсорбции оксидов азота из-за нерационального распределения потоков воздуха, поступающего на технологию;- insufficient degree of oxidation of nitrous gas in front of the apparatus for the absorption of nitrogen oxides due to the irrational distribution of air flows entering the technology;

- повышенный выброс монооксида углерода СО и оксидов азота NOx при сгорании природного газа в камере сгорания рекуперативной турбины.- increased emission of carbon monoxide CO and nitrogen oxides NO x during the combustion of natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine.

Задачей группы изобретений является повышение надежности и ресурса работы рекуперативной турбины; стабилизация работы стадии охлаждения технологического воздуха с использованием низкопотенциального тепла сжатия воздуха; оптимальное распределение потоков воздуха, подаваемого на технологию; оптимизация режима работы камеры сгорания рекуперативной турбины; усовершенствование рекуперативного подогрева хвостовых газов за счет реакционного тепла, что приведет к повышению эффективности и надежности производства азотной кислоты в целом.The task of the group of inventions is to increase the reliability and service life of a regenerative turbine; stabilization of the stage of technological air cooling using low-grade heat of air compression; optimal distribution of air flows supplied to the technology; optimization of the mode of operation of the combustion chamber of a regenerative turbine; improving the regenerative heating of tail gases due to reaction heat, which will lead to an increase in the efficiency and reliability of nitric acid production in general.

Относительно способа производства азотной кислоты поставленная задача решается двумя вариантами.Regarding the method of production of nitric acid, the problem is solved in two ways.

По первому варианту в способе производства азотной кислоты, включающем одноступенчатое получение сжатого воздуха в компрессоре газотурбинной установки, подачу основного потока воздуха на технологию и сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания рекуперативной турбины, охлаждение основного потока воздуха, разделение его на два потока, подачу первого потока на смешение с подогретым газообразным аммиаком, поступающим отдельным потоком через испаритель жидкого аммиака, а второго в продувочную колонну на отдувку продукционной азотной кислоты, каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха первого потока с образованием нитрозного газа, утилизацию реакционного тепла с получением пара, рекуперативное охлаждение нитрозного газа хвостовыми газами, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа доохлаждением его водой, абсорбцию нитрозного газа конденсатом водяного пара или обессоленной водой, получение продукционной азотной кислоты, отдувку ее вторым потоком воздуха, рекуперативный подогрев хвостовых газов, каталитическую очистку хвостовых газов от оксидов азота, огневой подогрев хвостовых газов в камере сгорания газотурбинной установки с последующей рекуперацией энергии отходящих газов в рекуперативной турбине газотурбинной установки, согласно изобретению часть воздушного потока после сжатия охлаждают и направляют на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, основной поток воздуха охлаждают в рекуперативном охладителе воздуха и направляют подогретую воду на охлаждение нитрозного газа в котел-утилизатор, нитрозный газ охлаждают в котле-утилизаторе с байпасным регулированием его подачи на подогрев хвостовых газов, который осуществляют в две ступени, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа также осуществляют в две ступени, а поток воздуха, направляемый на отдувку продукционной азотной кислоты, охлаждают водой и дополнительно разделяют на два потока, один из которых подают на окисление нитрозного газа, а другой в продувочную колонну. В предпочтительном исполнении при охлаждении основного потока воздуха в рекуперативном охладителе воздуха воду, направляемую на охлаждение нитрозного газа в котел-утилизатор, подогревают от температуры 104°С до 158-170°С.According to the first option, in a method for the production of nitric acid, which includes a single-stage production of compressed air in a compressor of a gas turbine installation, supplying the main air stream to the technology and burning mixed with natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine, cooling the main air stream, splitting it into two streams, supplying the first stream to be mixed with heated gaseous ammonia, supplied as a separate stream through a liquid ammonia evaporator, and the second to a purge column to blow off production gas acid, catalytic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen of the first stream to produce nitrous gas, utilization of reaction heat to produce steam, regenerative cooling of nitrous gas by tail gases, condensation of reaction moisture from nitrous gas by further cooling with water, absorption of nitrous gas by condensate of water vapor or desalted water, production production nitric acid, blowing it off with a second air stream, regenerative heating of tail gases, catalytic cleaning of tail gases from approx ides of nitrogen, fire heating of the tail gases in the combustion chamber of a gas turbine installation with subsequent recovery of the energy of the exhaust gases in a recuperative turbine of a gas turbine installation, according to the invention, part of the air stream after compression is cooled and sent to cool a recuperative turbine of a gas turbine installation, the main air stream is cooled in a regenerative air cooler and direct the heated water to cool the nitrous gas into the recovery boiler, the nitrous gas is cooled in the recovery boiler from the bypass by controlling its supply to the heating of tail gases, which is carried out in two stages, the condensation of reaction moisture from nitrous gas is also carried out in two stages, and the air stream directed to blow off the production nitric acid is cooled by water and additionally divided into two streams, one of which is supplied the oxidation of nitrous gas, and the other into the purge column. In a preferred embodiment, when the main air stream is cooled in a regenerative air cooler, the water directed to the cooling of nitrous gas into the recovery boiler is heated from a temperature of 104 ° C to 158-170 ° C.

По второму варианту, в способе производства азотной кислоты, включающем одноступенчатое получение сжатого воздуха в компрессоре газотурбинной установки, подачу основного потока воздуха на технологию и сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания рекуперативной турбины, охлаждение основного потока воздуха, разделение его на два потока, подачу первого потока на смешение с подогретым газообразным аммиаком, поступающим отдельным потоком через испаритель жидкого аммиака, а второго в продувочную колонну на отдувку продукционной азотной кислоты, каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха первого потока с образованием нитрозного газа, утилизацию реакционного тепла с получением пара, рекуперативное охлаждение нитрозного газа хвостовыми газами, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа доохлаждением его водой, абсорбцию нитрозного газа конденсатом водяного пара или обессоленной водой, получение продукционной азотной кислоты, отдувку ее вторым потоком воздуха, рекуперативный подогрев хвостовых газов, каталитическую очистку хвостовых газов от оксидов азота, огневой подогрев хвостовых газов в камере сгорания турбины газотурбинной установки с последующей рекуперацией энергии отходящих газов в рекуперативной турбине газотурбинной установки, согласно изобретению часть воздушного потока после сжатия охлаждают и направляют на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, основной поток воздуха охлаждают в парогенераторе и полученный пар направляют на испарение жидкого аммиака и/или подогрев и деаэрацию химически очищенной воды, нитрозный газ охлаждают в котле-утилизаторе с байпасным регулированием его подачи на подогрев хвостовых газов, который осуществляют в две ступени, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа также осуществляют в две ступени, а поток воздуха, направляемый на отдувку продукционной азотной кислоты, охлаждают водой и дополнительно разделяют на два потока, один из которых подают на окисление нитрозного газа, а другой в продувочную колонну. В предпочтительном исполнении при охлаждении основного потока воздуха в парогенераторе получают пар с давлением 0,6-0,8 МПа и температурой 158-170°С и направляют его на испарение жидкого аммиака и/или подогрев и деаэрацию химически очищенной воды.According to the second option, in a method for the production of nitric acid, which includes a single-stage production of compressed air in a compressor of a gas turbine installation, supplying the main air stream to the technology and burning mixed with natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine, cooling the main air stream, splitting it into two streams, the first stream is mixed with heated gaseous ammonia, which flows in a separate stream through a liquid ammonia evaporator, and the second into a purge column to blow off production gas acid, catalytic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen of the first stream to produce nitrous gas, utilization of reaction heat to produce steam, regenerative cooling of nitrous gas by tail gases, condensation of reaction moisture from nitrous gas by further cooling with water, absorption of nitrous gas by condensate of water vapor or desalted water, production production nitric acid, blowing it off with a second air stream, regenerative heating of tail gases, catalytic cleaning of tail gases from approx nitrogen sides, fire heating the tail gases in the combustion chamber of the turbine of a gas turbine installation, followed by recovering the energy of the exhaust gases in a regenerative turbine of a gas turbine installation, according to the invention, a part of the air stream after compression is cooled and sent to cool the regenerative turbine of a gas turbine installation, the main air stream is cooled in a steam generator and the resulting steam is directed to the evaporation of liquid ammonia and / or heating and deaeration of chemically purified water, the nitrous gas is cooled in a waste boiler lysator with bypass regulation of its supply to the tail gas heating, which is carried out in two stages, the condensation of the reaction moisture from nitrous gas is also carried out in two stages, and the air stream directed to blow off the production nitric acid is cooled with water and additionally divided into two streams, one of which fed to the oxidation of nitrous gas, and the other in the purge column. In a preferred embodiment, when the main air stream is cooled in a steam generator, steam is produced with a pressure of 0.6-0.8 MPa and a temperature of 158-170 ° C and directed to the evaporation of liquid ammonia and / or heating and deaeration of chemically purified water.

При этом в обоих вариантах поток воздуха, подаваемый на сжигание в камеру сгорания рекуперативной турбины газотурбинной установки, смешивают с природным газом в соотношении (11-15):1 и дополнительно подают в зону горения пар с расходом 0,5-2 т/час, а часть воздушного потока, направляемого после сжатия на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, охлаждают до температуры 140-150°С.In both cases, the air flow supplied to the combustion chamber of the recuperative turbine of the gas turbine unit is mixed with natural gas in the ratio (11-15): 1 and additionally steam is supplied to the combustion zone with a flow rate of 0.5-2 t / h, and a part of the air flow directed after compression to cool the regenerative turbine of the gas turbine installation is cooled to a temperature of 140-150 ° C.

Благодаря охлаждению части воздушного потока после сжатия и направлению его на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки повышается надежность и ресурс работы рекуперативной турбины.By cooling part of the air stream after compression and directing it to cool the regenerative turbine of the gas turbine plant, the reliability and service life of the regenerative turbine are increased.

При охлаждении основного потока воздуха, по первому варианту, в рекуперативном охладителе воздуха с нагревом воды, направляемой на охлаждение нитрозного газа в котел-утилизатор, не до кипения, а до температуры 158-170°С при давлении в котле-утилизаторе 1,5 МПа, или, по второму варианту, с получением насыщенного пара в парогенераторе с давлением 0,6-0,8 МПа и температурой 158-170°С, за счет увеличения среднего температурного напора, т.е. средней разности температур горячего воздуха после сжатия в осевом компрессоре и используемой охлаждающей среды, достигают стабилизации и эффективности охлаждения сжатого воздуха и обеспечения окисления аммиака сжатым воздухом оптимальных параметров с давлением 0,73-0,8 МПа и температурой 190-210°С. При этом во втором варианте полученный насыщенный пар направляют на испарение жидкого аммиака, тем самым обеспечивая мягкий режим испарения аммиака и минимизацию загрязнения платиновых сеток аппарата окисления аммиака парами масла, и/или на подогрев и деаэрацию химически очищенной воды.When cooling the main air flow, according to the first embodiment, in a recuperative air cooler with heating the water directed to the cooling of nitrous gas in the recovery boiler, not to boiling, but to a temperature of 158-170 ° С at a pressure in the recovery boiler of 1.5 MPa , or, according to the second option, to obtain saturated steam in a steam generator with a pressure of 0.6-0.8 MPa and a temperature of 158-170 ° C, by increasing the average temperature head, i.e. the average temperature difference between the hot air after compression in the axial compressor and the used cooling medium, achieve stabilization and cooling efficiency of compressed air and ensure the oxidation of ammonia with compressed air of optimal parameters with a pressure of 0.73-0.8 MPa and a temperature of 190-210 ° C. In this case, in the second embodiment, the resulting saturated steam is sent to the evaporation of liquid ammonia, thereby providing a soft mode of evaporation of ammonia and minimizing contamination of the platinum grids of the ammonia oxidation apparatus with oil vapor, and / or to heating and deaerating chemically purified water.

Для обеспечения гарантированного подогрева хвостовых газов до 240-280°С нитрозный газ охлаждают в котле-утилизаторе с байпасным регулированием его подачи на подогрев хвостовых газов, который осуществляют в две ступени.To ensure guaranteed heating of tail gases to 240-280 ° C, nitrous gas is cooled in a waste heat boiler with bypass regulation of its supply to tail gas heating, which is carried out in two stages.

Использование воды для охлаждения потока воздуха, направляемого на отдувку продукционной азотной кислоты, устраняет взрывоопасность стадии абсорбции и повышает безопасность процесса в целом.The use of water to cool the air flow directed to blow off production nitric acid eliminates the explosion hazard of the absorption stage and increases the safety of the process as a whole.

Направление потока воздуха на дополнительное окисление нитрозного газа перед адсорбцией на стадии двухступенчатой конденсации реакционной влаги из нитрозного газа повышает степень его переработки в азотную кислоту.The direction of the air flow to additional oxidation of nitrous gas before adsorption at the stage of two-stage condensation of the reaction moisture from nitrous gas increases the degree of its conversion to nitric acid.

Подача на сжигание в камеру сгорания рекуперативной турбины газотурбинной установки потока воздуха, смешанного с природным газом, с превышением стехиометрического соотношения в диапазоне (11-15):1, и дополнительная подача в зону горения пара с расходом 0,5-2 т/час обеспечивают снижение образования монооксида углерода СО и минимизацию продуцирования вторичных оксидов азота с уменьшением их выброса в атмосферу.The flow of air mixed with natural gas to the combustion chamber of a recuperative turbine of a gas turbine unit, exceeding the stoichiometric ratio in the range (11-15): 1, and additional supply of steam to the combustion zone with a flow rate of 0.5-2 t / h provide reducing the formation of carbon monoxide WITH and minimizing the production of secondary nitrogen oxides with a decrease in their emission into the atmosphere.

Относительно агрегата поставленная задача решается тем, что в агрегате для производства азотной кислоты, содержащем фильтр атмосферного воздуха, газотурбинную установку, включающую осевой компрессор для сжатия воздуха, у которого на выходе линия потока сжатого воздуха разделена на две части, одна из которых, предназначенная для технологии, связана сначала с охладителем сжатого воздуха, а затем со смесителем газов, и соединена с продувочной колонной азотной кислоты, а вторая, предназначенная для сжигания топлива, соответственно с рекуперативной турбиной и камерой сгорания рекуперативной турбины, и рекуперативную турбину для расширения хвостовых газов, нагретых газами из камеры сгорания топлива, установленную непосредственно на одном валу с осевым компрессором, а также испаритель и подогреватель аммиака, аппараты окисления аммиака воздухом, абсорбции оксидов азота, подогрева хвостовых газов, конденсации реакционной влаги из нитрозного газа, котел-утилизатор, имеющий паросборник, смеситель хвостовых газов с аммиаком, реактор каталитической очистки хвостовых газов и продувочную колонну азотной кислоты, согласно изобретению в качестве охладителя сжатого воздуха использован пластинчатый теплообменник или парогенератор пластинчатого типа, во входной камере котла-утилизатора установлен узел байпасного регулирования и дополнительно установлены аппараты охлаждения воздуха, поступающего на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, и на линии потока воздуха, соединенной с продувочной колонной, причем эта линия после аппарата охлаждения воздуха разделена на две независимые линии, направленные в продувочную колонну и на окисление нитрозного газа к аппаратам конденсации реакционной влаги из нитрозного газа. В предпочтительном варианте в газотурбинной установке использован турбокомпрессорный блок, включающий полнонапорный осевой 17-ступенчатый компрессор и 5-ступенчатую рекуперативную турбину. При этом агрегат содержит два подогревателя хвостовых газов и два аппарата конденсации реакционной влаги из нитрозного газа. Кроме того, в аппарате охлаждения воздуха на линии потока воздуха, соединенной с продувочной колонной, в качестве охлаждающего агента использована вода, а в камере сгорания рекуперативной турбины использована смесь воздуха и природного газа в соотношении (11-15):1 и пара, подаваемого с расходом 0,5-2 т/час.Regarding the unit, the task is solved by the fact that in the unit for the production of nitric acid containing an atmospheric air filter, a gas turbine installation including an axial compressor for compressing air, at the outlet of which the compressed air flow line is divided into two parts, one of which is for technology , connected first with a compressed air cooler, and then with a gas mixer, and connected to a nitric acid purge column, and the second, designed to burn fuel, respectively, with recuperation a rotary turbine and a combustion chamber of a regenerative turbine, and a regenerative turbine for expanding tail gases heated by the gases from the fuel combustion chamber, mounted directly on the same shaft as an axial compressor, as well as an ammonia evaporator and heater, ammonia oxidation apparatus by air, nitrogen oxide absorption, tail gas heating gases, condensation of reaction moisture from nitrous gas, a waste heat boiler having a steam collector, a tail gas mixer with ammonia, a tail gas catalytic treatment reactor, and a nitric acid blowing column according to the invention, a plate heat exchanger or a plate type steam generator is used as a compressed air cooler, a bypass control unit is installed in the input chamber of the recovery boiler, and additionally, air cooling devices for cooling the recuperative turbine of the gas turbine unit are installed, and on the air flow line connected to the purge column, and this line after the air cooling apparatus is divided into two independent lines, on systematic way to the purge column and the oxidation of nitrous gas to apparatuses condensation reaction of nitrous gas. In a preferred embodiment, the turbine compressor unit is used in the gas turbine unit, including a full-pressure axial 17-stage compressor and a 5-stage regenerative turbine. In this case, the unit contains two tail gas heaters and two apparatus for condensation of reaction moisture from nitrous gas. In addition, water was used as a cooling agent in the air cooling apparatus on the air flow line connected to the purge column, and a mixture of air and natural gas in the ratio (11-15): 1 and steam supplied from flow rate of 0.5-2 t / h.

Использованием в качестве охладителя сжатого воздуха рекуперативных аппаратов - пластинчатого теплообменника с нагревом воды, направляемой на охлаждение нитрозного газа в котел-утилизатор, не до кипения, а до температуры 158-170°С при давлении в котле-утилизаторе 1,5 МПа, или парогенератора пластинчатого типа «Компаблок» (фирмы «Alfa Laval», Швеция) с получением насыщенного пара с давлением 0,6-0,8 МПа и температурой 158-170°С за счет увеличения среднего температурного напора, т.е. средней разности температур горячего воздуха после сжатия в осевом компрессоре и используемой охлаждающей среды, достигают стабилизации и эффективности охлаждения сжатого воздуха и обеспечения окисления аммиака сжатым воздухом оптимальных параметров с давлением 0,73-0,8 МПа и температурой 190-210°С. При этом аппараты пластинчатого типа снижают металлоемкость охладителя сжатого воздуха с сохранением требуемой поверхности теплообмена.Using recuperative devices as a compressed air cooler — a plate heat exchanger with heating of water directed to the cooling of nitrous gas in the recovery boiler, not to boiling, but to a temperature of 158-170 ° C at a pressure in the recovery boiler of 1.5 MPa, or a steam generator plate type “Compablock” (company “Alfa Laval”, Sweden) to produce saturated steam with a pressure of 0.6-0.8 MPa and a temperature of 158-170 ° C due to an increase in average temperature head, i.e. the average temperature difference between the hot air after compression in the axial compressor and the used cooling medium, achieve stabilization and cooling efficiency of compressed air and ensure the oxidation of ammonia with compressed air of optimal parameters with a pressure of 0.73-0.8 MPa and a temperature of 190-210 ° C. At the same time, plate-type apparatuses reduce the metal consumption of a compressed air cooler while maintaining the required heat transfer surface.

Установкой во входной камере котла-утилизатора узла байпасного регулирования подачи нитрозного газа и двух подогревателей хвостовых газов обеспечивают гарантированный подогрев хвостовых газов до 240-280°С.The installation of a bypass control unit for supplying nitrous gas and two tail gas heaters in the input chamber of the waste heat boiler ensures guaranteed heating of tail gases to 240-280 ° С.

Благодаря аппарату охлаждения воздуха, поступающего на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, в котором часть воздушного потока после сжатия в осевом компрессоре охлаждают до температуры 140-150°С, повышают ресурс работы рекуперативной турбины. При этом указанный аппарат может быть воздушного или водяного охлаждения.Thanks to the apparatus for cooling the air supplied to the cooling of a recuperative turbine of a gas turbine installation, in which part of the air stream after compression in an axial compressor is cooled to a temperature of 140-150 ° C, the operating life of the recuperative turbine is increased. In this case, the apparatus may be air or water cooling.

Установка на линии потока воздуха, соединенного с продувочной колонной, аппарата его охлаждения водой в качестве охлаждающего агента позволяет устранить взрывоопасность и повысить безопасность агрегата в целом.The installation on the line of the air flow connected to the purge column, a device for its cooling with water as a cooling agent, eliminates the explosion hazard and improves the safety of the unit as a whole.

Разделением линии потока воздуха, соединенного с продувочной колонной, на две линии, одна из которых направлена на дополнительное окисление нитрозного газа в аппаратах конденсации реакционной влаги из нитрозного газа, достигают более рационального распределения потоков воздуха и повышения степени переработки нитрозного газа в азотную кислоту.By dividing the air flow line connected to the purge column into two lines, one of which is aimed at additional oxidation of nitrous gas in the apparatus for condensing reaction moisture from nitrous gas, a more rational distribution of air flows and an increase in the degree of conversion of nitrous gas into nitric acid are achieved.

Использование в камере сгорания рекуперативной турбины смеси воздуха и природного газа с превышением стехиометрического соотношения в диапазоне (11-15):1 и пара, подаваемого с расходом 0,5-2 т/час, обеспечивает снижение образования монооксида углерода СО и минимизацию продуцирования вторичных оксидов азота с уменьшением их выброса в атмосферу.The use of a mixture of air and natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine with an excess of the stoichiometric ratio in the range (11-15): 1 and steam supplied with a flow rate of 0.5-2 t / h, reduces the formation of carbon monoxide CO and minimizes the production of secondary oxides nitrogen with a decrease in their emission into the atmosphere.

Кроме того, в газотурбинной установке использован турбокомпрессорный блок, включающий полнонапорный осевой 17-ступенчатый компрессор и 5-ступенчатую рекуперативную турбину, конструкция лопаточных аппаратов которых обеспечивает высокий КПД газотурбинной установки. При этом полнонапорный осевой 17-ступенчатый компрессор имеет поворотный входной направляющий аппарат, позволяющий изменять расход воздуха через лопатки в пределах 85-105% от номинальной производительности, и оснащен антипомпажным, перепускным и двумя сбросными клапанами после 6 и 12 ступени сжатия.In addition, a turbocompressor unit was used in the gas turbine unit, including a full-pressure axial 17-stage compressor and a 5-stage recuperative turbine, the design of the blades of which ensures high efficiency of the gas turbine unit. At the same time, the full-pressure axial 17-stage compressor has a rotary inlet guiding apparatus, which allows changing the air flow through the blades within 85-105% of the nominal capacity, and is equipped with anti-surge, bypass and two relief valves after the 6th and 12th compression stages.

Заявляемая группа изобретений поясняется схемами производства азотной кислоты: на фиг.1 представлена схема по первому варианту выполнения; на фиг.2 - по второму варианту выполнения.The claimed group of inventions is illustrated by schemes for the production of nitric acid: figure 1 presents a diagram according to the first embodiment; figure 2 - according to the second embodiment.

На схемах обозначено: ВЗ - воздух, НГ - нитрозный газ, XT - хвостовые газы, ПГ - природный газ, ПП - перегретый водяной пар, ПН - пар насыщенный, КАК - конденсат азотной кислоты, ВО - вода охлаждающая, ВПД - вода питательная деаэрированная, КН - конденсат напорный.The diagrams indicate: VZ - air, NG - nitrous gas, XT - tail gases, PG - natural gas, PP - superheated water vapor, PN - saturated steam, AS - condensate of nitric acid, VO - cooling water, VPD - deaerated nutrient water , KN - pressure condensate.

Агрегат для производства азотной кислоты содержит: фильтр атмосферного воздуха 1, полнонапорный осевой компрессор 2 газотурбинной установки, рекуперативный охладитель воздуха 3 (по первому варианту - пластинчатый теплообменник, по второму варианту - парогенератор «Компаблок» пластинчатого типа), аппарат водяного доохлаждения 3а, смеситель газов 4, контактный аппарат 5, котел-утилизатор 6, узел байпасного регулирования 7, реактор каталитической очистки хвостовых газов 8, камеру сгорания 9 рекуперативной турбины, рекуперативную турбину 10, подогреватели хвостовых газов 11 и 12, аппараты конденсации реакционной влаги из нитрозного газа - холодильники-конденсаторы 13 и 14, абсорбционную колонну 15, продувочную колонну 16, испаритель жидкого аммиака 17, подогреватель газообразного аммиака 18, аппарат воздушного (или водяного) охлаждения 19, котел-утилизатор хвостовых газов 20, аппарат водяного охлаждения воздуха 21, смеситель хвостовых газов с аммиаком 22.A unit for the production of nitric acid contains: an atmospheric air filter 1, a full-pressure axial compressor 2 of a gas turbine unit, a recuperative air cooler 3 (according to the first option - a plate heat exchanger, according to the second version - a plate-type steam generator "Komablok"), a water after-cooler 3a, a gas mixer 4, a contact apparatus 5, a waste heat boiler 6, a bypass control unit 7, a catalytic tail gas cleaning reactor 8, a combustion chamber 9 of a regenerative turbine, a regenerative turbine 10, under tail gas heaters 11 and 12, apparatuses for condensing reaction moisture from nitrous gas — refrigeration condensers 13 and 14, absorption column 15, purge column 16, liquid ammonia evaporator 17, ammonia gas heater 18, air (or water) cooling apparatus 19, boiler -tail gas utilizer 20, water water cooling apparatus 21, tail gas mixer with ammonia 22.

Заявляемую группу изобретений осуществляют следующим образом.The claimed group of inventions is as follows.

Воздух из атмосферы проходит грубую и тонкую очистку в фильтре 1, поступает на всасывание осевого компрессора 2, где сжимается до абсолютного давления 0,73-0,8 МПа. Сжатый воздух с температурой 280-310°С распределяют на несколько потоков, один из которых после охлаждения в аппарате воздушного (или водяного) охлаждения 19 поступает на охлаждение рекуперативной турбины 10, другой - на сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания 9 рекуперативной турбины 10, а основной идет на технологию.Air from the atmosphere undergoes coarse and fine cleaning in the filter 1, enters the suction of the axial compressor 2, where it is compressed to an absolute pressure of 0.73-0.8 MPa. Compressed air with a temperature of 280-310 ° C is distributed into several streams, one of which, after cooling in an air (or water) cooling device 19, enters to cool the regenerative turbine 10, and the other to be burned in a mixture with natural gas in the combustion chamber 9 of the regenerative turbine 10, and the main one is technology.

По первому варианту основной поток воздуха, направляемый на технологию, поступает в рекуперативный охладитель воздуха 3 - пластинчатый теплообменник, в котором охлаждается до температуры 190-210°С с использованием тепла сжатия воздуха для подогрева питательной воды и увеличения выработки пара или воды, направляемого в котел-утилизатор 6.According to the first option, the main air flow directed to the technology enters a regenerative air cooler 3 - a plate heat exchanger, in which it is cooled to a temperature of 190-210 ° C using heat from the air to heat the feed water and increase the production of steam or water sent to the boiler waste disposer 6.

По второму варианту основной поток воздуха, направляемый на технологию, поступает в рекуперативный охладитель воздуха 3 - парогенератор «Компаблок» пластинчатого типа, в котором охлаждается до температуры 190-210°С с использованием тепла сжатия воздуха для выработки пара, направляемого на испарение жидкого аммиака и/или подогрев и деаэрацию химически очищенной воды.According to the second option, the main air flow directed to the technology enters the recuperative air cooler 3 — the plate-type Komablok steam generator, in which it is cooled to a temperature of 190-210 ° C using the heat of air compression to generate steam directed to the evaporation of liquid ammonia and / or heating and deaeration of chemically purified water.

При этом воду, поступающую в рекуперативный охладитель воздуха 3, для дополнительного регулирования температурного напора охлаждают в аппарате водяного доохлаждения 3а.In this case, the water entering the recuperative air cooler 3, for additional control of the temperature head, is cooled in the apparatus for water post-cooling 3A.

Далее по обоим вариантам основной поток охлажденного воздуха разделяют на два потока, первый из которых поступает в смеситель газов 4, куда подают испаренный в испарителе 17 и подогретый в подогревателе 18 аммиак, а второй - на охлаждение в аппарат водяного охлаждения воздуха 21.Then, in both cases, the main stream of chilled air is divided into two streams, the first of which enters the gas mixer 4, which is fed with ammonia vaporized in the evaporator 17 and heated in the heater 18, and the second for cooling to the water-air cooling apparatus 21.

Аммиачно-воздушная смесь, полученная в смесителе газов 4, поступает в контактный аппарат 5, где на платиноидном катализаторе при температуре 900-910°С аммиак окисляют до оксидов азота. Нитрозный газ охлаждают в котле-утилизаторе 6 до температуры 290-310°С, при этом часть горячих газов с температурой 900-910°С через узел байпасного регулирования 7 подают в основной поток для получения смешанного газа с температурой 350°С, требуемой для подогрева хвостовых газов до температуры 260-280°С перед реактором каталитической очистки 8. Нитрозный газ, проходя через подогреватели хвостовых газов 11, 12, охлаждается до температуры 170-190°С и далее поступает для конденсации реакционной влаги в холодильники-конденсаторы 13, 14. При этом второй поток воздуха, охлажденный в аппарате водяного охлаждения воздуха 21 до температуры 140-150°С, разделяют на два потока, направляя один на дополнительное окисление нитрозного газа к холодильникам-конденсаторам 13, 14, после чего охлажденный до температуры 50°С и дополнительно окисленный нитрозный газ поступает в абсорбционную колонну 15, орошаемую паровым конденсатом или конденсатом сокового пара, а другой - в продувочную колонну 16, где полученную продукционную азотную кислоту с массовой долей 58-60% отдувают от растворенных в ней оксидов азота.The ammonia-air mixture obtained in the gas mixer 4 enters the contact apparatus 5, where ammonia is oxidized to nitrogen oxides on a platinum catalyst at a temperature of 900-910 ° C. Nitrous gas is cooled in a waste heat boiler 6 to a temperature of 290-310 ° C, while part of the hot gases with a temperature of 900-910 ° C is fed through the bypass control unit 7 to the main stream to produce mixed gas with a temperature of 350 ° C required for heating tail gas to a temperature of 260-280 ° C in front of the catalytic treatment reactor 8. Nitrous gas passing through the tail gas heaters 11, 12 is cooled to a temperature of 170-190 ° C and then goes to condense the reaction moisture in condenser coolers 13, 14. In this case, the second stream in the air cooled in an air-cooled water cooling apparatus 21 to a temperature of 140-150 ° C is divided into two streams, directing one to additional oxidation of nitrous gas to condenser coolers 13, 14, after which it is cooled to a temperature of 50 ° C and additionally oxidized nitrous gas enters the absorption column 15, irrigated with steam condensate or juice steam condensate, and the other into the purge column 16, where the obtained production nitric acid with a mass fraction of 58-60% is blown away from the nitrogen oxides dissolved in it.

Хвостовые газы после абсорбционной колонны 15, пройдя подогреватели хвостовых газов 11, 12 и смеситель хвостовых газов с аммиаком 22, с температурой 260-280°С поступают в реактор каталитической очистки 8. Очищенные хвостовые газы разогревают в камере сгорания 9 рекуперативной турбины 10 до температуры 650-700°С за счет смешения с топочными газами - продуктом сжигания природного газа в воздушном потоке. При этом воздух, подаваемый на сжигание, поступает после осевого компрессора 2 с температурой 290-310°С без предварительного охлаждения и его смешивают с природным газом в соотношении (11-15):1 и дополнительно подают в зону горения пар с расходом 0,5-2 т/час. Затем хвостовые газы поступают в рекуперативную турбину 10, после чего полученные выхлопные газы направляют в котел-утилизатор 20.The tail gases after the absorption column 15, passing the tail gas heaters 11, 12 and the tail gas mixer with ammonia 22, with a temperature of 260-280 ° C enter the catalytic treatment reactor 8. The purified tail gases are heated in the combustion chamber 9 of the regenerative turbine 10 to a temperature of 650 -700 ° С due to mixing with flue gases - a product of burning natural gas in the air stream. In this case, the air supplied to the combustion enters after the axial compressor 2 with a temperature of 290-310 ° C without preliminary cooling and is mixed with natural gas in the ratio (11-15): 1 and additionally fed into the combustion zone with a flow rate of 0.5 -2 t / hour. Then the tail gases enter the regenerative turbine 10, after which the resulting exhaust gases are sent to the recovery boiler 20.

Для пуска газотурбинной установки используют разгонный двигатель (на фиг. не показан), отключаемый при выходе на нормальный режим работы с помощью обгонной муфты, установленной между ведущим валом редуктора двигателя и валом рекуперативной турбины.To start the gas turbine installation, an accelerating engine (not shown in Fig.) Is used, which is switched off when it enters normal operation using an overrunning clutch installed between the drive shaft of the engine gearbox and the shaft of the regenerative turbine.

Claims (11)

1. Способ производства азотной кислоты, включающий одноступенчатое получение сжатого воздуха в компрессоре газотурбинной установки, подачу основного потока воздуха на технологию и сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания рекуперативной турбины, охлаждение основного потока воздуха, разделение его на два потока, подачу первого потока на смешение с подогретым газообразным аммиаком, поступающим отдельным потоком через испаритель жидкого аммиака, а второго - в продувочную колонну на отдувку продукционной азотной кислоты, каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха первого потока с образованием нитрозного газа, утилизацию реакционного тепла с получением пара, рекуперативное охлаждение нитрозного газа хвостовыми газами, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа доохлаждением его водой, абсорбцию нитрозного газа конденсатом водяного пара или обессоленной водой, получение продукционной азотной кислоты, отдувку ее вторым потоком воздуха, рекуперативный подогрев хвостовых газов, каталитическую очистку хвостовых газов от оксидов азота, огневой подогрев хвостовых газов в камере сгорания газотурбинной установки с последующей рекуперацией энергии отходящих газов в рекуперативной турбине газотурбинной установки, отличающийся тем, что часть воздушного потока после сжатия охлаждают и направляют на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, основной поток воздуха охлаждают в рекуперативном охладителе воздуха и направляют подогретую воду на охлаждение нитрозного газа в котел-утилизатор, нитрозный газ охлаждают в котле-утилизаторе с байпасным регулированием его подачи на подогрев хвостовых газов, который осуществляют в две ступени, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа также осуществляют в две ступени, а поток воздуха, направляемый на отдувку продукционной азотной кислоты, охлаждают водой и дополнительно разделяют на два потока, один из которых подают на окисление нитрозного газа, а другой - в продувочную колонну.1. A method of producing nitric acid, which includes a single-stage production of compressed air in a compressor of a gas turbine unit, supplying the main air stream to the technology and burning it in a mixture with natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine, cooling the main air stream, splitting it into two streams, supplying the first stream mixed with heated gaseous ammonia, supplied in a separate stream through a liquid ammonia evaporator, and the second into a purge column to blow off production nitric acid, rolled the toxic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen of the first stream with the formation of nitrous gas, the utilization of reaction heat to produce steam, the regenerative cooling of nitrous gas by tail gases, the condensation of reaction moisture from nitrous gas by cooling it with water, the absorption of nitrous gas by condensate of water vapor or desalted water, and the production of nitric acid , blowing it off with a second air stream, regenerative heating of tail gases, catalytic purification of tail gases from nitrogen oxides, fire heating the tail gases in the combustion chamber of a gas turbine installation with subsequent recovery of the energy of the exhaust gases in a regenerative turbine of a gas turbine installation, characterized in that part of the air stream after compression is cooled and directed to cool the regenerative turbine of a gas turbine installation, the main air stream is cooled in a regenerative air cooler and the heated water for cooling nitrous gas into the recovery boiler, nitrous gas is cooled in the recovery boiler with its bypass regulation supply of tail gases for heating, which is carried out in two stages, the condensation of reaction moisture from nitrous gas is also carried out in two stages, and the air stream directed to blow off the production nitric acid is cooled with water and is additionally divided into two streams, one of which is fed to oxidation nitrous gas, and the other in the purge column. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при охлаждении основного потока воздуха в рекуперативном охладителе воздуха воду, направляемую на охлаждение нитрозного газа в котел-утилизатор, подогревают от температуры 104°С до 158-170°С.2. The method according to claim 1, characterized in that when the main air stream is cooled in a recuperative air cooler, the water directed to the cooling of nitrous gas in the recovery boiler is heated from a temperature of 104 ° C to 158-170 ° C. 3. Способ производства азотной кислоты, включающий одноступенчатое получение сжатого воздуха в компрессоре газотурбинной установки, подачу основного потока воздуха на технологию и сжигание в смеси с природным газом в камере сгорания рекуперативной турбины, охлаждение основного потока воздуха, разделение его на два потока, подачу первого потока на смешение с подогретым газообразным аммиаком, поступающим отдельным потоком через испаритель жидкого аммиака, а второго - в продувочную колонну на отдувку продукционной азотной кислоты, каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха первого потока с образованием нитрозного газа, утилизацию реакционного тепла с получением пара, рекуперативное охлаждение нитрозного газа хвостовыми газами, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа доохлаждением его водой, абсорбцию нитрозного газа конденсатом водяного пара или обессоленной водой, получение продукционной азотной кислоты, отдувку ее вторым потоком воздуха, рекуперативный подогрев хвостовых газов, каталитическую очистку хвостовых газов от оксидов азота, огневой подогрев хвостовых газов в камере сгорания турбины газотурбинной установки с последующей рекуперацией энергии отходящих газов в рекуперативной турбине газотурбинной установки, отличающийся тем, что часть воздушного потока после сжатия охлаждают и направляют на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, основной поток воздуха охлаждают в парогенераторе и полученный пар направляют на испарение жидкого аммиака и/или подогрев и деаэрацию химически очищенной воды, нитрозный газ охлаждают в котле-утилизаторе с байпасным регулированием его подачи на подогрев хвостовых газов, который осуществляют в две ступени, конденсацию реакционной влаги из нитрозного газа также осуществляют в две ступени, поток воздуха, направляемый на отдувку продукционной азотной кислоты, охлаждают водой и дополнительно разделяют на два потока, один из которых подают на окисление нитрозного газа, а другой - в продувочную колонну.3. A method of producing nitric acid, which includes a single-stage production of compressed air in a compressor of a gas turbine unit, supplying the main air stream to the technology and burning it in a mixture with natural gas in the combustion chamber of a regenerative turbine, cooling the main air stream, splitting it into two streams, supplying the first stream mixed with heated gaseous ammonia, supplied in a separate stream through a liquid ammonia evaporator, and the second into a purge column to blow off production nitric acid, rolled the toxic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen of the first stream with the formation of nitrous gas, the utilization of reaction heat to produce steam, the regenerative cooling of nitrous gas by tail gases, the condensation of reaction moisture from nitrous gas by cooling it with water, the absorption of nitrous gas by condensate of water vapor or desalted water, and the production of nitric acid , blowing it off with a second air stream, regenerative heating of tail gases, catalytic purification of tail gases from nitrogen oxides, fire heating the tail gases in the combustion chamber of the turbine of a gas turbine installation, followed by recovering the energy of the exhaust gases in a regenerative turbine of a gas turbine installation, characterized in that part of the air stream after compression is cooled and directed to cooling the regenerative turbine of a gas turbine installation, the main air stream is cooled in a steam generator and the resulting steam is directed for evaporation of liquid ammonia and / or heating and deaeration of chemically purified water, nitrous gas is cooled in a waste heat boiler with a bypass by regulating its supply to the heating of tail gases, which is carried out in two stages, the condensation of reaction moisture from nitrous gas is also carried out in two stages, the air flow directed to blow off the production nitric acid is cooled by water and further divided into two streams, one of which is fed to oxidation of nitrous gas, and the other in the purge column. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при охлаждении основного потока воздуха в парогенераторе получают пар с давлением 0,6-0,8 МПа и температурой 158-170°С и направляют его на испарение жидкого аммиака и/или подогрев и деаэрацию химически очищенной воды.4. The method according to claim 3, characterized in that when the main air stream is cooled in a steam generator, steam is produced with a pressure of 0.6-0.8 MPa and a temperature of 158-170 ° C and directed to evaporation of liquid ammonia and / or heating and deaeration of chemically purified water. 5. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что поток воздуха, подаваемый на сжигание в камеру сгорания рекуперативной турбины газотурбинной установки, смешивают с природным газом в соотношении (11-15):1 и дополнительно подают в зону горения пар с расходом 0,5-2 т/ч.5. The method according to claims 1 and 3, characterized in that the air flow supplied to the combustion chamber of the recuperative turbine of the gas turbine plant is mixed with natural gas in the ratio (11-15): 1 and additionally, steam is supplied to the combustion zone with a flow rate 0.5-2 t / h. 6. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что часть воздушного потока, направляемого после сжатия на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, охлаждают до температуры 140-150°С.6. The method according to claims 1 and 3, characterized in that a part of the air flow directed after compression to cool the regenerative turbine of the gas turbine installation is cooled to a temperature of 140-150 ° C. 7. Агрегат для производства азотной кислоты, содержащий фильтр атмосферного воздуха, газотурбинную установку, включающую осевой компрессор для сжатия воздуха, у которого на выходе линия потока сжатого воздуха разделена на две части, одна из которых, предназначенная для технологии, связана сначала с охладителем сжатого воздуха, а затем - со смесителем газов, и соединена с продувочной колонной азотной кислоты, а вторая, предназначенная для сжигания топлива, соответственно с рекуперативной турбиной и камерой сгорания рекуперативной турбины, и рекуперативную турбину для расширения хвостовых газов, нагретых газами из камеры сгорания, установленную непосредственно на одном валу с осевым компрессором, а также испаритель и подогреватель аммиака, аппараты окисления аммиака воздухом, абсорбции оксидов азота, подогрева хвостовых газов, конденсации реакционной влаги из нитрозного газа, котел-утилизатор, имеющий паросборник, смеситель хвостовых газов с аммиаком, реактор каталитической очистки хвостовых газов и продувочную колонну азотной кислоты, отличающийся тем, что в качестве охладителя сжатого воздуха использован пластинчатый теплообменник или парогенератор пластинчатого типа, во входной камере котла-утилизатора установлен узел байпасного регулирования, и дополнительно установлены аппараты охлаждения воздуха, поступающего на охлаждение рекуперативной турбины газотурбинной установки, и на линии потока воздуха, соединенной с продувочной колонной, причем эта линия после аппарата охлаждения воздуха разделена на две независимые линии, направленные в продувочную колонну и на окисление нитрозного газа к аппаратам конденсации реакционной влаги из нитрозного газа.7. A unit for the production of nitric acid, containing an atmospheric air filter, a gas turbine installation, including an axial compressor for compressing air, at the outlet of which the compressed air flow line is divided into two parts, one of which, intended for the technology, is first connected to a compressed air cooler and then with a gas mixer, and connected to a nitric acid purge column, and the second, designed to burn fuel, respectively, with a regenerative turbine and a combustion chamber of a regenerative turbine and a recuperative turbine for expanding tail gases heated by the gases from the combustion chamber, mounted directly on the same shaft as the axial compressor, as well as an ammonia evaporator and heater, ammonia oxidation apparatus by air, nitrogen oxide absorption, tail gas heating, and condensation of reaction moisture from nitrous gas , a waste heat boiler having a steam collector, a tail gas mixer with ammonia, a tail gas catalytic purification reactor and a nitric acid purge column, characterized in that as a compressed air cooler uses a plate heat exchanger or a plate type steam generator, a bypass control unit is installed in the input chamber of the recovery boiler, and additionally, air cooling devices are installed to cool the recuperative turbine of the gas turbine unit, and on the air flow line connected to the purge column, this the line after the air cooling apparatus is divided into two independent lines directed to the purge column and to the oxidation of nitrous gas to up arats condensation reaction of nitrous gas. 8. Агрегат по п.7, отличающийся тем, что в газотурбинной установке использован турбокомпрессорный блок, включающий полнонапорный осевой 17-ступенчатый компрессор и 5-ступенчатую рекуперативную турбину.8. The unit according to claim 7, characterized in that the turbine compressor unit is used in the gas turbine unit, including a full-pressure axial 17-stage compressor and a 5-stage regenerative turbine. 9. Агрегат по п.7, отличающийся тем, что содержит два подогревателя хвостовых газов и два аппарата конденсации реакционной влаги из нитрозного газа.9. The unit according to claim 7, characterized in that it contains two tail gas heaters and two condensation apparatus for the reaction moisture from nitrous gas. 10. Агрегат по п.7, отличающийся тем, что в аппарате охлаждения воздуха на линии потока воздуха, соединенной с продувочной колонной, в качестве охлаждающего агента использована вода.10. The unit according to claim 7, characterized in that in the air cooling apparatus on the air flow line connected to the purge column, water is used as a cooling agent. 11. Агрегат по п.7, отличающийся тем, что в камере сгорания рекуперативной турбины использована смесь воздуха и природного газа в соотношении (11-15):1 и пара, подаваемого с расходом 0,5-2 т/ч. 11. The unit according to claim 7, characterized in that in the combustion chamber of the regenerative turbine a mixture of air and natural gas is used in the ratio (11-15): 1 and steam supplied with a flow rate of 0.5-2 t / h.
RU2009148393/05A 2008-11-28 2009-12-24 Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end RU2470856C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200813724A UA91614C2 (en) 2008-11-28 2008-11-28 Process and unit for production of nitric acid (variants)
UAA200813724 2008-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009148393A RU2009148393A (en) 2011-06-27
RU2470856C2 true RU2470856C2 (en) 2012-12-27

Family

ID=44738852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148393/05A RU2470856C2 (en) 2008-11-28 2009-12-24 Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2470856C2 (en)
UA (1) UA91614C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749600C2 (en) * 2017-03-07 2021-06-15 Касале Са Method and unit for synthesis of nitric acid, method for improvement
RU2786439C2 (en) * 2019-08-14 2022-12-21 Яра Интернэшнл Аса (Yara International Asa) Method for production of nitric acid with high degree of energy regeneration and use of liquid oxygen-containing fluid
US11905172B2 (en) 2018-08-17 2024-02-20 Yara International Asa High energy recovery nitric acid process using liquid oxygen containing fluid

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012071615A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 The University Of Sydney Process for producing nitric acid
AR084074A1 (en) * 2010-12-01 2013-04-17 Orica Int Pte Ltd PROCESS TO PRODUCE AMMONIUM NITRATE
CN106769389A (en) * 2017-02-08 2017-05-31 朱山 One kind quickly catches up with sour instrument

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2127224C1 (en) * 1997-07-09 1999-03-10 Научно-производственная фирма ООО "НИТРОХИМ" Method of producing nitric acid
EP1013604A1 (en) * 1998-12-24 2000-06-28 Praxair Technology, Inc. Method for production of nitric acid
RU2248322C1 (en) * 2003-12-29 2005-03-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт турбокомпрессоростроения" Method of nitric acid production and an installation for production of nitric acid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2127224C1 (en) * 1997-07-09 1999-03-10 Научно-производственная фирма ООО "НИТРОХИМ" Method of producing nitric acid
EP1013604A1 (en) * 1998-12-24 2000-06-28 Praxair Technology, Inc. Method for production of nitric acid
RU2248322C1 (en) * 2003-12-29 2005-03-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт турбокомпрессоростроения" Method of nitric acid production and an installation for production of nitric acid

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Караваев М.М. и др. СПРАВОЧНИК АЗОТЧИКА. - М., Химия, 1987, Издание 2-е, с.66-69. *
Караваев М.М. и др. СПРАВОЧНИК АЗОТЧИКА. - М., Химия, 1987, Издание 2-е, с.66-69. ПРОИЗВОДСТВО АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ В АГРЕГАТАХ БОЛЬШОЙ ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ. / Под ред. В.М. Олевского. - М., Химия, 1985, с.330-334. *
ПРОИЗВОДСТВО АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ В АГРЕГАТАХ БОЛЬШОЙ ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ. / Под ред. В.М. Олевского. - М., Химия, 1985, с.330-334. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749600C2 (en) * 2017-03-07 2021-06-15 Касале Са Method and unit for synthesis of nitric acid, method for improvement
RU2786439C9 (en) * 2018-08-17 2023-02-20 Яра Интернэшнл Аса (Yara International Asa) Method for production of nitric acid with high degree of energy regeneration and use of liquid oxygen-containing fluid
US11905172B2 (en) 2018-08-17 2024-02-20 Yara International Asa High energy recovery nitric acid process using liquid oxygen containing fluid
RU2786439C2 (en) * 2019-08-14 2022-12-21 Яра Интернэшнл Аса (Yara International Asa) Method for production of nitric acid with high degree of energy regeneration and use of liquid oxygen-containing fluid
RU2825631C1 (en) * 2020-03-06 2024-08-28 Касале Са Method of producing nitric acid

Also Published As

Publication number Publication date
UA91614C2 (en) 2010-08-10
RU2009148393A (en) 2011-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4727949B2 (en) Method for generating energy in an energy generation facility having a gas turbine and energy generation facility for implementing the method
CN1317052C (en) Low emission thermal plant
US10829384B2 (en) Oxycombustion systems and methods with thermally integrated ammonia synthesis
AU2009338577B2 (en) Method and device for separating carbon dioxide from an exhaust gas of a fossil fired power plant
CN109562942B (en) Apparatus and method for producing nitric acid
EP2643559B1 (en) Heat integration in co2 capture
WO2005045316A2 (en) Purification works for thermal power plant
CN101016490A (en) A method of treating a gaseous mixture comprising hydrogen and carbon dioxide
RU2470856C2 (en) Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end
Wang et al. Recovery of CO2 with MEA and K2CO3 absorption in the IGCC system
AU2022311270B2 (en) Nitric acid production process and plant with oxygen supply unit
US6510693B2 (en) Method and device for producing hot working gases
RU2843574C1 (en) Method of producing nitric acid and apparatus for realizing said method
SU327764A1 (en) Ammonia production method
RU2244133C1 (en) Method for steam generation at production of ammonia
SU594048A1 (en) Method of preparing ammonia
GB2220200A (en) Recovering nitrogen oxides from industrial plant emissions
EA048886B1 (en) METHOD FOR PRODUCING NITRIC ACID AND AN INSTALLATION WITH AN OXYGEN SUPPLY UNIT
CN120189818A (en) A SNCR and SCR combined denitrification coordinated treatment device and method
OA19178A (en) Plant and process for producing nitric acid.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121225