Desorpcja tlenków azotu w kolumnie bielącej podczas produkcji kwasu azotowego

Abstract

W niniejszej pracy wykonane zostały obliczenia, mające na celu analizę stabilności warunków pracy kolumny bielącej kwas azotowy, będącej częścią instalacji otrzymywania kwasu azotowego technicznego. Wyznaczono linię równowagi dla układu kwas azotowy V – tlenek azotu IV, linię operacyjną procesu oraz linię maksymalnego stosunku natężeń przepływu inertów. Ocenie poddano warunki hydrauliczne panujące w kolumnie, poprzez analizę wielkości tj.: prędkości odpowiadającej początkowi równomiernej pracy półki, minimalnej prędkości przepływu gazu w otworkach, dozwolonej prędkości gazu w wolnym przekroju półki, spadku ciśnienia na półce, porywania cieczy przez fazę gazową oraz optymalnego unoszenia. Ponadto sprawdzone zostały takie warunki poprawnej pracy półek jak: zabezpieczenie spływu przed całkowitym wypełnieniem przez ciecz i prawidłowe odgazowanie cieczy w elemencie spływowym. Dodatkowo przeanalizowany został charakter barbotażu dla zadanych strumieni objętościowych kontaktowanych mediów. Przeprowadzono również analizę warunków wymiany masy poprzez obliczenie współczynników dyfuzji i współczynników wnikania masy w obu fazach oraz współczynnika przenikania masy. Wyznaczono także liczbę półek rzeczywistych w kolumnie desorpcyjnej.

This work contains calculations for stability analysis of the operating conditions in the bleacher, operating in the nitric acid production plant. The equilibrium line for the nitric acid V - nitric oxide IV system, process operating line , as well as a max. ratio flow of the inert gases were determined. The hydraulic condition in the column was evaluated, analyzing the flow rate at the beginning of the uniform operation of the plate, min. gas flow through the orifices , allowable gas flow in the free section of the plate, pressure drop on the stage, fluid entrainment by the gas phase and the optimal convection. The following conditions for the proper operation of the plates were checked moreover: overflow protection and regular fluid degassing at the output. Additional, the bubbling for the specified volumetric flow of the contact media was analyzed. A mass transfer rate analyze, by calculation of the diffusion and mass penetration coefficients in both phases and a mass transfer coefficient as executed. The amount of the actual plates in the desorption column was evaluated as well.