Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака

 

(72) Авторы изобретения

В. Л. Зельманзон, Б. 3. Вильдавский, В. И. Атрощенко, В. Н. Кривсунов и И. М. Кисиль (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

СТЕПЕНИ КОНВЕРСИИ АММИАКА

Изобретение относится к способам автоматического контроля режимных параметров, а именно степени конверсии аммиака, в производстве слабой азотной кислоты методом каталитической конверсии аммиака и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ контроля концентрации аммиака в газе путем измерения концентрации окислов азота в газе до и после катализатора и расчета содержания аммиака по измеренным концентрациям окислов азота (1}.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не позволяет определять степень конверсии аммиака.

Известен также способ контроля степени конверсии аммиака путем измерения температур аммиачно-воздушной смеси и нитрозного газа (2).

Недостатком известного способа является низкая точность контроля.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу дополнительно измеряют расход аммиака и воздуха перед катализатором и в зависимости от указанных параметров определяют степень конверсии аммиака.

Степень конверсии аммиака вычисляют по следующей зависимости: ,„1 51.1О- Я -о9е. сХУ +РИ

Vq где 1 и — температура нитрозного газа;

t 6 — температура аммиачно-воздушной смеси;

>a — расход аммиака;

Ч(— расход воздуха.

На чертеже показана схема реализации способа.

>s Исходные продукты аммиак и воздух поступают в смеситель 1, откуда аммиачновоздушная смесь (авс) поступает в контактный аппарат 2. Сигналы с датчика 3 расхода аммиака и с датчика 4 расхода воздуха поступают на вход вычислительного устройства 5. Туда же поступают сигналы с датчика 6 температуры аммиачно-воздушной смеси и с датчика 7 температуры нитрозного газа. С выхода вычислительного устрой709527

Са(Еаза с„,—

Контрольные просчеты по 140 режимам показали, что среднее отклонение расчетного значения от определенного в эксперименте составляет +- 0,51%. Оперативное определение степени конверсии позволит решить ряд производственных задач, в частности

И ведение процесса в оптимальнои зоне. бн,o н® н 1

Йп

Исходные данные

1 Г

С ф.%

3 Ъ о

Ч, нм /ч Ч нм /ч „, С

800,0

800,0

795,0

2100 16800

97,58

97,34

98,20

91,0

93,0

15600

1950

14800 92,0

1820

4Q где t„ — температура нитрозного газа;

14 — температура аммиачно-воздушной смеси;

Va — расход аммиака, Чц — расход воздуха.

43 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 9 2. Атрошенко В. И. и др. Технология азотной кислоты. М., Химия, 1970, с. 48 (прототип). ства поступает сигнал, пропорциональный степени конверсии аммиака.

На основании решения уравнений материального и теплового балансов потоков, поступающих в контактный аппарат получено выражение для определения степени конверсии аммиака:

C <8(CKtsCoKtobi++Q, 1(7+ ЧМ р) т000 Ф-ьн сй .Va где С и С - средние мольные теплоемкости нитрозного газа и аммиачно-воздушной смеси, которые определяются следующим образом:

Сн=Соа. +Сн р — а +С + в..6и

В

OL Лан д % . м

L Йа

+CNo™+ C +e « Ъ@ °

В А аа аа аао

М на@

VL QMo

+CL(taLe) + С "а Ф М .аале е н соответственно расходы нитрозных газов и воды; доля аммиака, вступившего в реакцию; тепловые потери; весовая концентрация i-того компонента;

Формула изобретения

1. Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака путем измерения температур аммиачно-воздушной смеси и нитрозного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют расход аммиака и воздуха перед катализатором и в зависимости от указанных параметров определяют степень конверсии аммиака.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень конверсии аммиака вычисляют по следующей зависимости:

1 5 1, 1 0-г (t и - 0,9 о М ЦЧ + ч ь }

4 р; =молекулярный вес i-того компонента;

С =мольная теплоемкость 1-того компонента; / -мольный объем.

Для практических расчетов выражение (2) можно упростить, учитывая, что тепло

Q составляет примерно 3% от тепла, выделяемого в результате реакций, происходящих в контактном аппарате, а величины

С,, С Н„и Ч в рабочей области работы контактного аппарата изменяются незначительно и их можно считать постоянными, предварительно определив по экспериментальным данным.

В таблице даны результаты определения степени конверсии трех наиболее характерных режимов в производстве слабой азотной кислоты по комбинированной схеме. г

М \\

Степень конверсии

1. Патент США № 3977836, кл. С 01 N 25/22, 1976.

709527

Составитель Г. Огаджанов

Редактор Л. Батанова Техред К. Шуфрич Корректор В. Синицкая

Заказ 8687/26 Тираж 565 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва 7K — 35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4