Способ извлечения аммиака из газа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскихСоциалистическихРеспублик нн 977520Государственный онитет СССР по делан изобретений и отрытий.34(088.8) Опубликовано 30,1 1.82, Бюллетень Ио 44 Дата опубликования описания 30. 11.82",.,.В,В.Марков,. И.П.Ворошилов, В.Е,Бессмертныйи Т.С.Батыева(72) Авторы изобретения Украинский ордена Знак Почетаф научноисследовательский углехимический институт1 УХИНфф(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АНМИАКА ИЗ ГАЗА 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 вод" ным 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 18, НСЮ и др,) 11 3.Недостатками способа являются необходимость предварительной очистки коксового газа от цианистого водорода; высокие затраты тепла и пара на десорбцию аммиака, а также необходимость применения теплообменной аппаратуры с большой поверхностью теплопередачи.Известен способ извлечения аммиака из газа путем промывки водным раствором серной или ортофосфорной кислоты с последующей электрохимической обработкой полученного раствора в диафрагменном электролизере 23.Недостатком известного способаявляется невысокий выход по току аммиака 87 и образующейся кислоты 42Цель изобретения - снижение расхода кислоты и увеличение выхода по току аммиака.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу извлечения аммиака из газа путем промывки воднымраствором 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 следующемуКоксо 3 вый газ, содержащий 5,58,5 г/м аммиака, подвергают обработке в противотоке на стадии абсорб- ЗО ции 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 раст вором. 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 А/м . Коли чество раствора, выводимого из цик ла абсорбции на электролизер содержит все ресурсы извлеченного аммиака 15 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 р 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. Количествораствора,выводимого на.абсорбциюл/м 3 газа Степень извлечения аммиака из газа,Выход ам-,миака,Кислотностьраствора по"сле электроли"зауОстаточное содержание аммиака в газе, г/нм 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 99,80 99,81 960 0,016 93,0 50 йоглотительного раствора и высокийвыход его при этом по току.В табл.2 приведены выход аммиакапо току в зависимости от количествараствора, вводимого в анодное про 55 атранство.Т а б л и ц а 2 Напряжение на электроде, В Количество раствора,вводимого в анодноепространство,ыход аммиакапо току,80,0 85,0 95,0967 из представленных данных следует ,что поддержание кислотности раствора, выводимого на стадии абсорбции после электролиза, в пределах 5-7 позволяет обеспечить необходимую степень ., извлечения аммиака при малом .расходе 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 коксового газа, а образовавшуюся концентрированную аммиачную воду подвергают дистилляции под давлением с целью получения безводного аммиака. П р и м е р 1 Коксовый газ, содержащий 8,5 г/мз аммиака, подвергают в противотоке обработке маточным раствором сульфата аммония с кислотностью 6 при расходе 0,4 л на 1 мэ очищаемого газа, После обработки газа раствор сульфата аммония с кислотностью 0,5 подают в количестве 90 в анодное пространство электролизера, а в катодное 10 и подвергают действию электротока. Плотность тока 800 А/м. Температура электролиза 55 фС. Анод свинцовый, катод- сталь 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.Т а б л и ц а 1977520 Продолжение табл. 2 3,6 97,0 90,0 4,0 96,0 95,0 4,15 90,0 97,0 Составитель О.ЗобнинТехред З.Кастелевич Корректор А.ференц Редактор А.фролова Заказ 9124/33 Тираж 686 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССВ по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из приведенных опытов следует,что оптимальным пределом количествараствора, вводимого в анодное пространство, является 85-95. Уменьшениениже 85 или увеличение выше 95 нецелесообразно, так как при этомуменьшается выход целевого продукта.Таким образом, предлагаемый спо"соб в сопоставлении с известным позволит повысить выход аммиака из газа,снизить энергозатраты и себестоимостьцелевого продукта. Кроме того, данный метод дает возможность получитьдополнительно побочный продукт - во"дородеВиже приведен расчет себестоимости 1 т аммиака, и побочных про"дуктов - серной кислоты и водорода.Для получения 1000 кг/ч аммиака .нотребуется электроэнергии в количестве 1,6 млн.А.ч. Потребляемаямощность не превысит 4,5 тыс.кВтч.При этом образуется:Водород, м 658Кислород, мЗ 328Серная кислота, кг 2885,Стоимость электроэнергии, расходуемой на 1 т аммиака, составитС.4,51000 ф 0,014 щ 63 руб.Стоимость высвобождаемой приэтом серной кислоты составит100032 ф 5 93 ф 68 руб234Стоимость аммиака, реализуемогокак,товарный продукт;100 руб.Себестоимость сульфата аммония,.С- а 132 а 40155 руб.14 34То же за вычетом стоимости сернойкислоты:15 С 5 58 руб,Стоимость водорода, образующегося на 1 т аммиака:Сь= 0,658 ю 865,6 руб.Следовательно, себестоимость 1 т 20 аммиака ожидается в пределах 120130 руб , а стоимость реализуемойпродукции (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 коксовогогаза составит около 240 тыс.руб. Зо формула изобретения Способ извлечения аммиака из газа путем промывки водньи раствором серной нли ортофосфорной кислоты с З 5 последующей электрохимической обработкой полученного раствора в диафрагменном электролизере, о .т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода кислоты и увеличе- ния выхода по току аммиака, 85-95 Ь полученного раствора подают в аиюное пространство электролиэера, а остальную часть - в катодное и электро- химическую обработку полученного 45 ;раствора ведут до достижения кислотности 5 7. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СОВ 9 3024090,56 кл. 23-196, опублик. 1963. 2. Заявка ФРГ 9 2727409,кл. С 01 С 1/02, опублик. 1978.