Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака Советский патент 1980 года по МПК C01B21/26 G05D27/00 

1

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:

а l,51-10-2 °- v 4)(1

где tn - температура нитрозного газа; toift - температура аммиачно-воздушной смеси;

VQ - расход аммиака; Vfe - расход воздуха: На чертеже показана схема реализации способа.

Исходные продукты аммиак и воздух

5 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 устрой0ства 5. Туда же поступают сигналы с датчика 6 температуры аммиачно-воздушной смеси и с датчика 7 температуры нитрозного газа. С выхода вычислительного устройства 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:

„ CGмCCfftl.-CofctoЬ«l Q.nKVa- VЬ) /9

nwo-H.H-ciS v

где Сйи GO -средние мольные теплоемкости нитрозного газа и аммиачно-воздушной смеси, которые определяются следующим образом:

НоТГ., v-H.jj

,в

t

..с„„,

V&Qlh.D

tj, C.(t. 4iatt« U -JT ,

соответственно расходы нинрО и(9н t - трозных газов и воды;

доля аммиака, вступившего в реакцию;

an Pi -тепловые потери; - весовая концентрация i-того компонента;

/// -молекулярный вес i-того компонента;С; - Пиольная теплоемкость i-того

компонента;

V -мольный объем.

5 Для практических расчетов выражение (2) можно упростить, учитывая, что тепло Q г, составляет примерно 3% от тепла, выделяемого в результате реакций, происходяа величины

в контактном аппарате.

щих .tf

Со , CH И Ч В рабочей области работы контактного аппарата изменяются незначительно и их можно считать постоянными, предварительно определив по экспериментальным данным.

а 1,5МО-2- - - °- У-

Vo

В таблице даны результаты определения

степени конверсии трех наиболее характерных режимов в производстве слабой азотной кислоты по комбинированной схеме.

20 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

25

ведение процесса в оптимальной.зоне.

Формула изобретения

а 1,51-10-2-tbiiOjlLtibt.HVojtVii

где 1„-температура нитрозного газа;

titif- температура аммиачно-воздушной

смеси;

Vft- расход аммиака; V|,- расход воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Атрощенко В. И. и др. Технология азотной кислоты. М., Химия, 1970, с. 48 (прототип).