Способ извлечения аммиака из газа

Способ извлечения аммиака из газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е, gyyggp

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЩЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Советских

Социалистических

Рес уб (бт) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24. 06.81(21) 3319531/23-26, }31} M. Кд.з с рисоединением заявки М

С 25 В 1/00. С 01 С 1/021/

С 10 K 1/08

Государственный «онитет

СССР по делан изобретений и от«рытий (23) Приоритет (33}3ЩК 66.074 ° . 34 (088. 8)

Опубликовано 3(Ц.1.82. Бюллетень Ио 44

Дата опубликования описания 30. 11. 82

В.В. Марков,. И.П. Ворошилов, В. Е. Бессмертный и Т.С.Батыева 1 (72) Авторы изобретения

1 1

Украинский ордена Знак Почета научноисследовательский углехимический инствтут УХИН (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АНМИАКА ИЗ ГАЗА

20

30

Изобретение относится к выделению аммиака из коксового газа с получением безводного аммиака или концентрированной аммиачной воды и может найти применение в коксохимической и смежных отраслях промышленности.

Известен способ извлечения аммиака из газа путем обработки его водным раствором ортофосфорной кислоты.

Он основан на селективном поглощении аммиака кислым раствором фосфатов аммония. При определенных условиях кислый раствор моно- и диаммоний фосфата может превращаться в щелочной раствор диаммоний фосфата, в результате среда раствора изменяется с кислой на щелочную, после чего начинается поглощение кислых компонентов (Со„ Н,Б, НСЕ др.)

Недостатками способа являются необходимость предварительной очистки коксового газа от цианистого водородау высокие затраты тепла и пара на десорбцию аммиака, а также необходимость применения теплообменной аппаратуры с большой поверхностью теплопередачи.

Известен способ извлечения аммиака из rasa путем промывки водным раствором серной или ортофосфорной кислоты с последующей электрохимической обработкой полученного раствора в диафрагменном электролизере (2).

Недостатком известного способа является невысокий выход по току аммиака 87% и образующейся кислоты

42% °

Цель изобретения — снижение расхода кислоты и увеличение выхода по току аммиака.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения аммиака из газа путем промывки водным раствором серной или ортофосфорной кислоты с последующей электрохимической обработкой полученного раствора в диафрагменном электролизере, 85-95% полученного раствора подают в анодное пространство электролизера, а остальную часть — в катодное и электрохимическую обработку полученного раствора ведут до достижения кислотности 5-7%.

Сущность способа состоит в следующем. Коксовый газ, содержащий 5,58,5 г/м аьвеиака, подвергают обработке в противотоке на стадии абсорбции неорганическими кислотами, на977520 пример серной или ортофосфорной кис» лотой. Образовавшийся аммиак, содержащий поглотительный раствор с кислотностью 0,5-1,0%, подают иа электролитическую обработку, предварительно смешав его с выходящим из катодного пространства щелочным раствором. В анодное пространство электролизера подают 85-95% выводимого из цикла абсорбции раствора., а остальную часть " в катодное простран- ® ство и подвергают действию электротока плотностью 700-900 A/ì . Коли« чество раствора, выводимого из цик« ла абсорбции на электролизер,. содержит все ресурсы извлеченного аммиака 35 из расчета удельной емкости его по аммиаку 70-170 кг/м . В качестве ,поглотнтелей используют неоргани ческие кислоты, потенциал разрядки которых выше, чем гидроксила. В результате электрохимической обработки в анодном пространстве кислотность поглотительного раствора повышается до 5-7%, после чего его выводят на стадию абсорбции. Поддержание кислотности поглотительного раствора в вышеуказанных пределах обеспечивает достаточную степень извлечения аммиака из коксового газа при одновременном высоком выходе продукта по току.

Количество раствора, выводимого на абсорбцию,, л/мЗ газа

Степень извлечения аммиака из газа, %

Выход ам-. миака, %

Кислотность раствора после электролиза, %

Остаточное содержание аммиака в газе, r/íì 3

99,67

99,69

99,80

0,028

0,026

0,017

0,017

0,26

85,0

0,31

95,0

0,35

97,0

0,45

0,60

99,80

99,81

96 0

0,016

93,0

50 Йоглотительного раствора и высокий выход его при этом по току.

В табл.2 приведены выход аммиака по току в зависимости от количества. раствора, вводимого в анодное про55 атранство

Т а б л и ц а 2

Напряжение на электроде, В

ыход аммиака по току, %

80,0

85,0

96 ° 7

Из представленных данных следует ,что поддержание кислотности раствора, выводимого на стадии абсорбции после электролиза, B пределах 5-7% позволяет обеспечить необходимую степень .. извлечения аммиака при малом .расходе

Количество раствора, вводимого в анодное пространство, %

Образующуюся в катодном простран« стве водород-аммиачную смесь промы- вают в противотоке конденсатом водяного пара при 20-35 С. Выделившийся водород отводят в общий поток коксоsoro газа, а образовавшуюся концентрированную аммиачную воду подвергают дистилляции под давлением с целью получения безводного аммиака.

Пример i Коксовый газ, содержащий 8,5 г/м аммиака, подвергают в противотоке обработке маточным раствором сульфата аммония с кислотностью 6% при расходе 0,4 л на

1 и очищаемого газа. После обработки газа раствор сульфата аммония с кислотностью 0,5% подают в количестве 90% s анодное пространство электролнзера, а в катодное 10% и подвергают действию электротока. Плотность тока 800 А/м . Температура электролиза 55 С. Анод свинцовый, катодсталь 3. Диафрагма — обработанная специальным образом хлориновая ткань.

Выход аммиака и кислоты по току составпяет 92%.

В табл. 1 представлены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность условий проведения процесса.

Таблица 1

977520

Продолжение табл 2

3,6

97,0

90,0

4,0

96,0

95,0

4,15

90,0

97,0

Составитель О.Зобнин

Техред X.Åàñòåëåâè÷ Корректор А.Ференц

Редактор А.Фролова

Заказ 9124/33 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССВ по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из приведенных опытов следует, что оптимальным пределом количества раствора, вводимого в анодное пространство, является 85-95%. Уменьшение ниже 85Ь или увеличение выше 95% нецелесообразно, так как при этом уменьшается выход целевого продукта.

Таким образом, предлагаемый способ в сопоставлении с известным позволит повысить выход аммиака из газа, снизить энергозатраты и себестоимость целевого продукта. Кроме того, данный метод дает возможность получить дополнительно побочный продукт - во" дород °

Виже приведен расчет себестоимости 1 т аммиака. и побочных продуктов - серной кислоты и водорода.

Для получения 1000 кг/ч аммиака . нотребуется электроэнергии в количестве 1,6 млн.A.÷. Потребляемая мощность не превысит 4,5 тыс.кВтеч.

При этом образуется:

Водород, м 658

Кислород, мЗ 328

Серная кислота, кг 2885, Стоимость электроэнергии. расходуемой на 1 т аммиака, составит

С1 4,51000 0,014 = 63 руб. .Стоимость высвобождаемой при этом серной кислоты составит

С вЂ” — ю 98 32,5 93,68 руб.

234

Стоимость аммиака, реализуемого как,товарный продукт;

С 100 руб.

Себестоимость сульфата аммония, ;получаемого из 1 т аммиака, при

"средней себестоимости 40 руб/т1

С вЂ” a 132a40 155 руб.

34 1

То же за вычетом стоимости серной кислоты»

15 С5= 58 руб.

Стоимость водорода, образующегося на 1 т аммиака1

Сь= 0,658 и 8,6 5,6 руб.

Следовательно, себестоимость 1 т

20 аммиака ожидается в пределах 120130 руб., а стоимость реализуемой продукции (аммиак, кислота, водород) около 200 руб. на 1 т аммиака.

Годовой экономический эффект от

25 реализации способа на газовом потоке мощностью 100 тыс м з/ч коксового газа составит около 240 тыс.руб.

Зо Формула изобретения

Способ извлечения аммиака из га за путем промывки водньве раствором серной нли ортофосфорной кислоты с

З5 последующей электрохимической обра боткой полученного раствора в диафрагменном электролизере, о .т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода кислоты и увеличе- ния выхода по току аммиака, 85-95Ь полученного раствора подают в аио1 ное пространство электролиэера, а оо« тальную часть - в катодное и электрохимическую обработку полученного, раствора ведут до достижения кис лотности 5 7Ь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CDJA 9 3024090>

- ® кл. 23-196, опублик. 1963.

2. Заявка ФРГ 9 2727409 кл. С 01 С 1/02, опублик. 1978.