4.2.2.1 Гомогенное восстановление оксидов азота в дымовых газах печи поз. 101-в

В горелках печи первичного реформинга сжигается топливный (природный) газ. Возможна подача для сжигания в горелках продувочных и танковых газов отделения синтеза. В результате сгорания образуются дымовые газы (содержащие оксиды азота NO, NO₂), объемный расход которых составляет 380-390 тыс. м³/ч (при н.у.).

Для снижения массовой концентрации оксидов азота в дымовых газах в подовых каналах радиантной зоны печи первичного реформинга поз. 101-В смонтирована установка гомогенного восстановления оксидов азота до азота газообразным аммиаком. В качестве источников аммиака используются: 1) газы дистилляции отпарной колонны поз. 103-Е;

2) Танковые газы цикла синтеза из сепаратора поз. 109-f.

Газы дистилляции отпарной колонны после сепаратора поз. 150-F подаются через 12 распределительных устройств, расположенных в туннельных горелках, в подовые каналы печи. Танковые газы, содержащие газообразный аммиак, из ресивера поз. 109-F через клапан FIC-901 поступают через патрубки в 12 подовых каналов печи. Массовая концентрация суммы оксидов азота (прибор NO_Х-19) и аммиака в дымовых газах печи поз. 101-В поддерживается изменением расхода танковых газов. Контроль за составом дымовых газов осуществляется лабораториями ИПСЛ и СКК.

Объемная доля диоксида углерода (СО₂) в дымовых газах не должна превышать 10,0 %, массовая концентрация суммы оксидов азота в пересчете на диоксид (NO_Х/NO₂) не должна превышать 200 мг/м³, массовая концентрация аммиака (NH₃) не должна превышать 150 мг/м³.

Процесс гомогенного восстановления оксидов азота протекает при температуре 930-980 С по следующим реакциям :

4 NO + 4 NH₃ + O₂ 4 N₂ + 6 H₂O (4.21)

2 NO₂ + 4 NH₃ + O₂ 3 N₂ + 6 H₂O (4.22)

4.2.3 Паровоздушная конверсия метана (вторичный реформинг)

На данной стадии проводится конверсия остаточного метана кислородом воздуха и паром. С технологическим воздухом вводится азот в объеме, необходимом для обеспечения соотношения H₂ : N₂ = 3 : 1 в синтез-газе.

Воздух забирается из атмосферы, очищается от пыли в фильтре поз. 102-L и поступает на всас компрессора технологического воздуха поз. 101-J.

Компрессор технологического воздуха поз. 101-J двухкорпусной, четырехступенчатый. Охлаждение воздуха после сжатия производится в воздушных холодильниках поз. 129-JC (1 ступень), 131-JC (1 ступень), 130-JC (2 ступень), 1131-JC (3 ступень). Каждый воздушный холодильник имеет два вентилятора. Холодильники поз. 129-JC и 131-JC выполнены совместно. Регулирование температуры после холодильников осуществляется изменением угла наклона лопастей и изменением частоты вращения электродвигателей вентиляторов посредством регуляторов TIC-401-12, TIC-401-14, TIC-401-16 соответственно.

Отделение влаги происходит в межступенчатых сепараторах поз. 158-F, 159-F, 160-F.

Сброс конденсата из сепараторов производится в промливневую канализацию.

Предусмотрена защита компрессора от помпажа путем сброса части воздуха с нагнетания 4 ступени в атмосферу посредством клапана FICA-4. Клапан FICA-4 автоматически открывается полностью при прекращении подачи воздуха на технологию. Имеется ручной байпас клапана FICA-4.

Для регулирования нагрузки корпуса низкого давления при пуске предусмотрен сброс на свечу воздуха с нагнетания 2 ступени компрессора (задвижка XSW-402). Со всаса 3 ступени часть воздуха отбирается для вспомогательных нужд цеха по линии 3UА39.

Со всаса 4 ступени по линии 3А2 и с нагнетания 4 ступени по линии 1А3 воздух подается через регулирующие клапаны PIC-53, PIC-52 на установку осушки поз. 1401-U и далее в коллектор воздуха КИПиА. Со всаса 4 cтупени возможна подача воздуха на станцию осушки воздуха поз. 2401-U и далее в коллектор воздуха КИПиА.

С нагнетания 4 ступени компрессора воздух по линии 3А3О может подаваться в реактор гидросероочистки поз. 101-D; через съемные участки: в метанатор поз. 106-D, высокотемпературный поз. 104-DА и низкотемпературные конверторы оксида углерода поз. 104-DВ, поз. 1104-DВ для окисления катализатора.

С нагнетания 4 ступени компрессора воздух по линии 13.5100 с объёмным расходом не более 10000 м³/ч (при н.у.) с давлением не более 0,981 МПа (10,0 кгс/см²) может выдаваться на производство нитроаммофоски. Предусмотрена возможность подачи осушенного воздуха с давлением не более 0,706 МПа (7,2 кгс/см²) по линии 13.5100 из производства нитроаммофоски в перемычку по неосушенному воздуху между агрегатами аммиака 2, 3 с давлением 1,471-1,569 МПа (15-16 кгс/см²) в случае остановки компрессоров поз. 101-J на обоих агрегатах аммиака.

Воздух на нагнетании 4 ступени 101-J должен иметь следующие параметры: температуру не более 175 С, давление не более 3,571 МПа (36,4 кгс/см²). Расход воздуха на технологию регулируется клапаном FRCA-3.

Тонкое регулирование оптимального соотношения водород : азот в синтез-газе осуществляется клапаном FIC-58, через который часть воздуха сбрасывается на свечу.

В линию воздуха подводится пар среднего давления (MS) через клапан НС-27. Это необходимо для предотвращения перегрева змеевиков подогревателя воздуха в конвекционной зоне печи первичного реформинга в случае прекращения подачи воздуха (при этом клапан НС-27 по блокировке полностью открывается). Подача пара в линию воздуха необходима также для предохранения от перегрева смесителя реактора вторичного реформинга при пуске, когда расход воздуха ещё недостаточен.

При первоначальном поступлении воздуха в реактор вторичного реформинга может произойти загорание газа непосредственно на выходе из сопел смесителя ввиду малой линейной скорости воздуха в смесителе. До начала поступления воздуха в смеситель подаётся максимальный расход пара-не менее 27 т/ч. С увеличением расхода воздуха расход пара необходимо снижать. При нормальной работе цеха через НС-27 подается не менее 5 т/ч пара. При срабатывании блокировки группы “В” и открытии клапана НС-27 расход пара составляет не менее 27 т/ч.

Паровоздушная смесь подогревается в змеевиках конвекционной зоны печи до температуры не более 482 С и поступает в смеситель реактора вторичного реформинга поз. 103-D.

Реактор вторичного реформинга представляет собой конвертор шахтного типа, футерованный огнеупорным бетоном, снабженный водяной рубашкой. В реактор загружается никелевый катализатор фирмы «Хальдер-Топсё» RKS-2-7H (аналог ГИАП-8) или может быть загружен другой отечественный или импортный катализатор, имеющий аналогичные или лучшие показатели качества. Объём загрузки катализатора в зависимости от марки может меняться от 24 до 38 м³.

В реакторе вторичного реформинга протекают реакции паровоздушной конверсии метана (4.9)-(4.15).

Объемная доля метана в конвертированном газе после вторичного реформинга снижается до значения не более 0,5 %. Из реактора вторичного реформинга конвертированный газ с температурой не более 1 010 С поступает в два, параллельно работающих, вертикальных котла-утилизатора 1 ступени поз. 101-СА и 101-СВ. Газ проходит по межтрубному пространству. Вода поступает сверху по опускным стоякам из паросборника поз. 101-F, проходит по внутренним трубкам, поднимается по внешним трубкам (трубки Фильда), в виде пароводяной смеси выходит из боковых штуцеров и по подъемным стоякам возвращается в паросборник.

Аппараты футерованы огнеупорным бетоном и снабжены водяными рубашками. Температура конвертированного газа после котлов-утилизаторов поз. 101-СА, СВ составляет не более 482 С. Затем газ поступает в трубное пространство котла-утилизатора 2 ступени поз. 102-С и выходит из него с температурой не более 390 С. Регулирования температуры газа после котла-утилизатора поз. 102-С осуществляется клапаном TRCA-10, который байпасирует часть газа мимо 102-С.