книги из ГПНТБ / Иоффе, Вениамин Борисович. Основы производства водорода

служащие для использования потенциальной энергии насыщен­ ного раствора, выходящего из скруббера. При этом потенциаль­ ная энергия, освобождающаяся в результате сброса давления на­ сыщенного раствора (после скруббера), используется для нагне­ тания регенерированного (свежего) раствора в скруббер.

Рекуперационная машина представляет собой жидкостную поршневую машину, состоящую из двух цилиндров двойного действия, работающих в два противоположных такта. Ход порш­ ней рекуперационной машины обеспечивается системой гидравли­ ческого золотникового управления. Рабочей жидкостью в системе является медно-аммиачный раствор, находящийся под тем же

чивают подачу на абсорбцию 80—85% регенерированного рас­ твора. Остальные 15—20% регенерированного раствора должны нагнетаться в скрубберы при помощи насосов высокого давления. Следует учитывать, что регенерированный раствор должен пода­ ваться в рекуперационные машины под некоторым избыточным давлением (более 5 атм). Схема работы рекуперационной машины ясна из рис. 81.

Технологическая схема при применении медно-аммиачного раствора карбоната. Процесс удаления СО из газа при помощи медно-аммиачного раствора состоит из собственно очистки газа от СО путем промывки его медно-аммиачным раствором в скруб­ берах высокого давления и регенерации насыщенного раствора с выделением, так называемого «обратного» (или «возвратного») газа.

В зависимости от назначения и давления очищаемого газа, вида применяемого раствора (карбоната или формиата), глубины извлечения СО технологические схемы очистки газа и регенерации раствора могут несколько отличаться друг от друга.

На рис. 82 приводится принципиальная технологическая схема очистки адотоводородной смеси от СО при 250 ати с применением медно-аммиачного раствора карбоната. Исходный газ поступает на очистку после сжатия в компрессорах высокого давления. При входе на установку очистки от СО газ прежде всего пропу­ скается через сепаратор *), находящийся на коллекторе неочищен­ ного газа, где отделяется масло и конденсат, уносимые сжатым газом из компрессоров. Затем газ направляется в скруббер 1, орошаемый циркулирующим медно-аммиачным раствором.

После скруббера 1 газ через каплеуловители и сепаратор на коллекторе очищенного газа, предназначенные для отделения уносимого раствора, поступает в скруббер 2, орошаемый аммиач-

х) Сепараторы и каплеотделители на схеме не показаны.

Рис. 81. Схема работы рекуперационной машины:

1 — левый цилиндр; 2 — правый цилиндр; 3 — левый двойной обратный клапан; 4 — правый двойной обратный клапан; 5 — левый золотник цилиндра управления; в — пра­

ной водой концентрацией 2Э—25%. Указанный скруббер нахо­ дится под тем же давлением, что и скруббер медно-аммиачной

*) В случае использования очищенного газа для целей гидрирования топлив скруббер для улавливания остаточной СОг обычно не устанавливается.

Десорбционная колонна, общее устройство которой приведено на рис. 84, состоит из трех секций. В верхней секции / произво­ дится поглощение паров NH3, выделяющихся в других секциях колонны, холодным отработанным раствором, поступающим на регенерацию. Из верхней секции раствор направляется по наруж­ ной трубе Е в нижнюю секцию II. В этой секции происходит на­ грев раствора, а также окисление одновалентной меди в двухва­ лентную. Нагрев производится паром, поступающим во вмонти­ рованные в нижнюю секцию трубные пучки. При нагревании имеет место разрушение медно-аммиачного комплекса с выделе­ нием СО и NH3. Окисление раствора осуществляется воздухом, подаваемым в нижнюю секцию колонны через штуцер 3. Для поддержания соотношения Си' : Си” , необходимого для преду­ преждения выпадения металлической меди из раствора, количе­ ство подаваемого воздуха строго регулируется. В целях воспол­ нения потерь в нижнюю секцию колонны через штуцер И посту­ пает также аммиак.

Из нижней секции раствор поступает в трубы средней сек­

ный раствор переливается затем через трубы и отводится из ап­ парата через кольцевой гидрозатвор, размещенный в расширенной части колонны. Выделившиеся газы поступают в секцию /, где аммиак улавливается холодным раствором. J) Окись углерода и остальные непоглощенные газы (так называемый обратный газ) отводятся из верхней секции колонны через штуцер Д.

Из десорбционной колонны регенерированный раствор на­ правляется сначала в водяной, а затем в аммиачный холодильник. В последнем раствор охлаждается до температуры, необходимой для абсорбции СО, после чего при помощи трехскальчатых насо­ сов направляется на скруббер медно-аммиачной очистки.

Расходные коэффициенты. Расходные коэффициенты по медно­ аммиачной очистке от СО технического водорода и азотоводород­ ной смеси в значительной степени зависят от условий проведения процесса. На величины расходных коэффициентов влияют: а) со­ став газа, в частности, содержание СО и С02 в исходной газовой смеси, б) давление очистки, в) заданное остаточное содержание СО в очищенном газе, г) характеристика и состав применяемого аммиачно-медного раствора, д) наличие или отсутствие устройств по рекуперации энергии сжатого насыщенного раствора и т. д.

В табл. 87 приведены ориентировочные расходные коэффи­ циенты на 1000 нм3 очищаемого газа при условии начального

а ) В некоторых системах регенерации медно-аммиачного раствора ула­ вливание аммиака производится не в поглотительной секции колонны, а в от­ дельно стоящем аппарате.

396 Глава X I V

содержания СО в газе около 5 об.%, давления в скруббере 300 атм и при наличии рекуперационных машин. При этом предполагается, что состав медно-аммиачного раствора отвечает данным, приведенным на стр. 386.

Таблица 87

Ориентировочные расходные коэффициенты по очистке водорода от СО медно-аммиачным раствором

Поглощение СО жидким азотом

При получении из конвертированного газа азотоводородной смеси остаточное количество окиси углерода может быть также удалено промывкой газа жидким азотом. Способ поглощения СО жидким азотом использовался ранее только при разделении кок­ сового газа методом глубокого охлаждения, основанным на ис­ пользовании дроссельного эффекта. В настоящее время процесс поглощения СО жидким азотом (заменяющий медно-аммиачную очистку) широко внедряется в промышленность синтетического аммиака. Этому способствует современное развитие процессов конверсии углеводородных газов, а также газификации твердых и жидких топлив с применением кислорода, при производствекоторого получаются в виде отхода значительные количества эле­ ментарного азота.

Поглощение СО из конвертированного газа жидким азотом производится обычно при температурах около —190° С (~83° К)

Дзот ВысокогодаЗления

1 , 5 , 6, 7, ю , 14 , 1 5 — теплообменники; г , 1 2 — влагоотделители; 3 . 11 — аммиачные холодильники; 4 , 13 — осушители; 8 — испаритель; 9 —промывная колонна; 1 0 , п — фильтры.