203850. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammónia katalítikus oxidációja során keletkező gázelegy átalakítására, mindenek előtt dinitrogén-oxid tartalmának csökkentésére
1 HU 203 850 B 2 2. táblázat folytatása Nitrogénoxidos gázkeverék lebontása kvarccsöves szerkezetben Próba No. Hőmérséklet, K NO + N02 részamya, tf% N20 részaránya, ppm a beömlésen kiömlésen Késleltetési idő, s 10b 1161 10,01 1217 792 2 11a 1175 10,04 1117 1701 1 11b 1175 10,04 1109 302 2 Ebből a táblázatból jól látható, hogy a dinitrogénoxid szelektív lebomlása hatásosan következett be. Ez a gáz N2 és 02 gázokká égett el, ehhez az ammónia égetésének szokásos technológiai hőmérséklete, azaz mintegy 1175 K szolgált a legmegfelelőbb alapnak. A késleltetést 1 másodpercre választva a dinitrogénoxidnak mintegy 84,8 tf%-át sikerült semlegesíteni, míg ugyanezt 2 másodpercre választva a gáz mintegy 97,3 tf%-a vált lebonthatóvá. Ezeket a vizsgálati eredményeket felhasználva a homogén lebonlási folyamatra a k= 4,23.109 exp (-210700/RT) s’1 állandó adódott, ahol R J/mól.k egységekben kifejezett állandó, míg T a hőmérséklet K-ben. A lebomlási folyamatra jellemző k állandó az irodalomból megismerhető eredmények alapján megbecsült értéknél nagyobbnak bizonyult Az égetési hőmérséklet emelkedésével növekedésének üteme szintén nagyobb volt annál, ami az elmélet szerint várható volt Az a tény, hogy a lebomlás szelektív folyamat volt és igen gyors lefolyású, lehetőséget teremt ahhoz, hogy viszonylag nem nagy késleltetési idővel az ammónia katalitikus oxidációja során keletkező dinitrogénoxidnak mintegy 90 tf%-át eltávolítsuk. Ez bizonyítja, hogy az 1. és 2. ábra szerint akialakított elrendezésben all kiegészítő tér létesítésével a találmány elé kitűzött cél elérhető. További vizsgálatok igazolták, hogy mintegy 1063 K hőmérséklet ugyancsak már elegendő ahhoz, hogy a dinitrogén-oxidnak mintegy 30 tf%-a alig 0,2 s után már lebomoljon. így belátható, hogy általában 0,1-3 másodperces késleltetési idők elegendőek ahhoz, hogy a fonó véggázokból a dinitrogén-oxid jelentős részét eltávolítsuk. Az ammónia égetésével megvalósított salétromsavgyártási technológiáknál, figyelembe véve az ehhez elfogadott paramétereket, különösen hőmérséklettartományokat, javasolt a 0,5 s-nál hosszabb, de általában 2 s-nál nem nagyobb késleltetési idők biztosítása. A találmány szeimti eljárással tehát lényegében a salétromsavgyártás melléktermékeként keletkező gáz halmazállapotú anyagok keverékeiből a dinitrogénoxid szinte teljes mennyiségben eltávolítható. A tech- 15 nológiai gázoknak és a véggáznak ez a javasolt tisztítási eljárása nem befolyásolja az ammónia égetési folyamatának hatékonyságát, nem csökkenti le a salétromsavgyártás termelékenységét. A találmány szerinti eljárás ezért a salétromsavgyártás technológiájának 20 gyakorlatilag minden változtatása nélkül megvalósítható. Az itt leírt felismerések egyébként jól hasznosíthatók minden olyan vegyipari folyamatnál, ahol a nitrogén, vagy ammónia elégetése folytán különböző nitrogénoxidok és ezek változó arányú keverékeinek ke- 25 letkezésével kell számolni. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás ammónia katalitikus oxidációja során ke- 30 letkező gázelegy átalakítására, mindenek előtt dinitrogénoxid-tartalmának csökkentésére, amikoris ammónia katalizátor jelenlétében oxigénnel történő elégetéséből származó, nitrogénoxidokat tartalmazó forró gázkeveréket hőcserélő egységbe vezetünk, majd a hő- 35 cserélőt elhagyó lehűlt gázkeveréket vízben és/vagy salétromsav vizes oldatában elnyeletjük, azzal jellemezve, hogy az elégetésből származó forró gázkeveréket a hőcserélő egységbe 0,1-3 s késleltetéssel vezetjük be. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal j el lemezve, 40 hogy a forró gádceveréket 0,5-2 s-os késleltetéssel vezetjük a hőcserélő egységbe. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a forró gázkeveréket a hőcserélő egységbe való bevezetés előtt ismert katalizátorral érintkez-45 tétjük. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőcserélő egységet elhagyó lehűlt gázokat ismert módon abszorpciós toronyba vezetjük és az abszorpciós toronyból eltávolított ismert 50 katalizátorral érintkeztetj ük. 5
