161124. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tömény salétromsav előállítására
161124 8 szerinti különösen előnyös megvalósítási módnak megfelelően, a nitrogénoxid-eltávolító berendezést a 10 kolonnába építjük be, amelynek alsó része e célból p számú Pn -(-i, • • • Pp-1, Pp egymás felett elhelyezett tálcát tartalmaz, amelyek ugyanolyan típusúak lehetnek, mint a Pl—Pn tálcák, vagy más szokásos típusú tálcák és amelyek mindegyike el van látva az érkező sav számára szolgáló An ^_j ) ...Ap_i 5 Ap felfogó edénnyel és a sav elvezetésére szolgáló Dn -f i • • • Dp-1, Dp túlfolyóvá^ e túlfolyók mindegyike — a D p kivételével — Ln-|-i, ... Lp ;i lefolyócsövek útján össze van kötve minden tálca esetén a közvetlenül alatta levő felfogó edényekkel. A Dp túlfolyó egy savlevezető (Lp ) csővel van összekötve, amely a kolonna alján a P„ tálca alatti térbe nyúlik, abba a térbe, amelybe egyrészt a levegő bevezetésére szolgáló 20 csővezeték torkollik, másrészt a 22 elvezető cső indul ki, amely a savat a savtárolóba viszi (lásd 1. ábra). Az a térfogat — amelyet egyrészt egy P2 ,... Pn (például P2) tálca és az e felett levő C válaszfal (például Ci) és másrészt közvetlenül az említett tálca (például P3) alatti és az ez alatt levő C válaszfal (például C3 ) által határolt terek képeznek, azok a terek, amelyek egymás között a megfelelő nitrózus gőzök vezetésére szolgáló G csőcsonkok útján közlekednek (a választott példában például G2) — a később megjelölt mértékben változik az első tálcától kiindulva a kolonna tetejétől az aljáig. Ezeket az egymást követő térfogatokat, amelyekhez minden esetben hozzáadódik a nitrózus gőzök vezetésére szolgáló G csődarabok belső térfogata, V2 V3, •••^n-2, Vn -i-gyei jelöljük. A P 2 tálcához tartozó Vi térfogat magában foglalja egyrészt a Pi tálca és a kolonna csúcsa közötti teret, másrészt a P2 tálca és a C2 válaszfal közötti teret és végül a Gi csődarab belső térfogatát. Az így felépített kondenzációs és abszorpciós kolonna a következőképpen működik: Az ammónia katalitikus elégetéséből származó és elvileg víz, NO és N02 (vagy N 2 0 4 ) tartalmú nitrózus gőzök a 8 csőcsonkon át érkeznek a kolonnába és a központi Ch kürtőn keresztül a legfelső Pi tálca alá jutnak. Ütközben és a Pi tálca alatti Vo térben való tartózkodásuk alatt, ezek a nitrózus gőzök tovább oxidálódnak a (II) reakcióegyenlet szerint és ennek következtében növekszik az NO2 (vagy N2O4) tartalmuk. Ezek a gőzök tehát átmennek a Pi tálcán, amelyen találkoznak a híg, mintegy 40%-os salétromsavval, amely a 11 csővezetéken keresztül a 12 tisztítóberendezésből érkezik (1. ábra). Ezeket a gőzöket ugyanakkor az Sí hűtőkígyóban keringő hűtőfolyadékkal hűtjük. Ebből ered, hogy annak a víznek egy része, amit a nitrózus gőzök tartalmaznak, lecsapódik és a savhoz elegyedik, miközben az NO2 (vagy N2O4) egy részét a sav elnyeli. A vízben és NÜ2-ben szegényebb gőzök ezután a Pi tálca feletti térbe lépnek, majd a Gi csövön át a P2 tálca alatti térbe jutnak. Ugyanakkor a töményebbé vált sav az Li lefolyón keresztül a P2 tálcára folyik. A Pi tálca fölötti és a P2 tálca alatti térben g (Vi térfogat) való tartózkodásuk közben a nitrózus gőzök .tovább oxidálódnak és így növekszik NO2 (vagy N2O4) tartalmuk. A Pi tálcán lefolyt műveletek megismétlődnek a P2 tálcán, a gőzök a P2 tálca fölé szivárognak, ahonnan 10 a P3 tálca alá jutnak a V2 térfogaton át, míg a töményebbé vált sav a P2 tálcáról a P3 tálcára folyik és ez így megy tovább egésaen a P tálcáig; a gőzök, amelyek NO+NQ2 tartalma a lehető legkisebbre csökkent, az utolsó tálcán át-15 jutva, a kolonnát a 13 csőnyíláson keresztül hagyják el, hogy a 12 tisztítóberendezésbe jussanak (1. ábra) míg a kívánt töménységű, körülbelül 60%-os salétromsav az említett Pn tálcáról az Ln lefolyócsövön keresztül távozik. Ez a sav, amelyben bizonyos mennyiségű oldott N02 gáz van, az egymást követő P n _|_ 1, ... Pp tálcákon találkozik pótlevegővel, amely ellenáramban érkezik a 20 belépőnyíláson át, mint ez a nitrogéngáz eltávolító folyamatokban szokásos. Ez a levegő magával ragadva az oldott NO2 gázt és a 8 csőnyíláson át a kolonnába belépő nitrózus gőzökhöz keveredik és így növeli azok NO2 tartalmát! Utána részt vesz e gőzökben levő NO oxidációjában, miközben azok végigmennek a kolonnán. Végül a nitrogén. oxidoktól így megszabadított sav összegyűlik a kolonna alján és a 22 csővezetéken át a savtárolóba jut. Mint fent bemutattuk, a nitrózus gőzök oxidációs foka rendre megnövekszik az egyik tálcáról a másik tálcára való átjutásuk folyamán, így e gőzök és a tálcáról tálcára lefolyó sav közötti érintkezés minden állapotban meghatározhatók az NO2 gáz említett savban való abszorpciójának optimális körülményei, figyelembe véve természetesen a folyamatban számba jöhető különböző paramétereket: így a hőmérsékletértékeket, a nitrózus gőzök nyomását és azok összetevőinek parciális nyomását, valamint a legközelebb következő tálcán levő sav koncentrációját. Ez az oxidációs fok minden állapotban függvénye a Vi, V2,... V n „i térfogatnak, amelyben az oxidáció lejátszódik. Ezeket a térfogatokat meg lehet határozni a szakember számára ismert számítás alapján. Valóban, ha egy salétromsav-oldatból álló folyékony fázissal egyensúlyban lévő nitrózus gőzökből álló'- gázfázist veszünk figyelempe, megállapíthatjuk, hogy az egyes fázisokat meghatározó paraméterek öt matematikai összefüggés útján vannak egymással kapcsolatban: A gázfázis paraméterei a következők: P teljes nyomás f az NO parciális nyomása g az NO2 parciális nyomása h az N2O4 kétszeres parciális nyomása a disszociált gáz nitrózus termékeinek koncentrációja 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
