用于制备硝酸的工艺方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种采用单压力或双压力工艺由氨和含氧气体制备硝酸的方法，其中在该硝酸厂的启动和/或关机期间，工艺气体流过工艺气体冷却器(3)和给水预热器(2)，并且该工艺气体在工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)中被加热并被传导而流经连接到工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)下游的至少一个热交换器(5，4)，以便将热能从被加热的工艺气体传递给残留气体。本发明还涉及了一种执行该方法的装置。借助于所述方法和装置能够有效地避免残余气体涡轮机的冻结问题。
【专利说明】用于制备硝酸的工艺方法及装置
[0001]本发明涉及用于制备硝酸的工艺方法，在此工艺方法中，在工厂的启动和关机操作中使用所选择的控制方法。本发明也涉及进行相应改良了的、用于制备硝酸厂。根据本发明，其工艺方法以及具有创造性的工厂允许硝酸厂无障碍地启动和关机，包括装配有高效残余气体膨胀器的那些工厂。
[0002]硝酸是化工里的重要商品并作为，例如化肥、炸药生产以及在染料和消毒剂生产中对有机物质硝化处理的基础原料。
[0003]自从20世纪初期，就通过奥斯特瓦尔德(Ostwald)法来制备硝酸，大规模工业化生产至今也是基于此法。该反应是氨气的催化反应。所形成的一氧化二氮(nitrogenmonoxide)反应生成二氧化氮(nitrogen d1xide),由此再与水的反应生成能够从涓流塔中移除的硝酸。该工艺方法在公开出版物“无机氮化合物(Inorganic NitrogenCompounds) ” [Mundo/Weber, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna, 1982]和 W001/68520A1中公开了。
[0004]为了制备硝酸，氨气NH3通常先与空气反应以获取氮氧化物NO，随后其被氧化为二氧化氮NO2。
[0005]接下来，由此获得的二氧化氮NO2在水中被吸收以形成硝酸。为了使所获得的二氧化氮NO2最大程度地被水吸收，该吸收过程通常在提升的压力下实施，优选地在4至14帕之间。
[0006]作为原材料使用的 、用来转化氨气所需的氧气通常是以大气中的氧气的形式供应的。为了该供应目的，在压缩机中对工艺气体进行压缩并被施加适于氧化反应和吸收反应的压力。
[0007]典型地，用于压缩空气的能量首先借助于在残余气体膨胀器中对吸收过程逸出的残余气体减压至环境压力以及其次通过利用在反应中所释放的热量而获取的。依各种设计而建造的硝酸厂是与各个场地的具体要求相匹配的。
[0008]硝酸的制备可以在单压力工艺或双压力工艺中实现。在单压力工艺中，燃烧和吸收过程均在中等压力(小于8帕)或者更高的压力(大于8帕)下进行。
[0009]当所要求的日产量较低时，尤其适宜采用单压力工艺。在该些情况下，硝酸厂优选通过单个高压工艺或者单个中压工艺运行。在单个高压工艺中，氨气的燃烧和氮氧化物的吸收过程在大于8帕的大致相同压力下进行。单个高压工艺的优势在于能够保证紧凑的设计。
[0010]在单个中压工艺中，氨的燃烧和氮氧化物的吸收过程在小于8帕的大致相同的压力下进行。单个中压过程的优势在于能够保证最佳燃烧产率。
[0011]与此相对，如果要求高标称产能和/或相对高的酸浓度，实施双压力工艺的硝酸厂是更加经济的解决方案。在双压力工艺中，所采用的氨的燃烧是在第一压力下完成的，即在与吸收压力相比较小的压力下。在燃烧过程中生成的亚硝气体(nitixnis gas)冷却后借助于亚硝气体压缩装置通常被压缩到第二压力一吸收压力。双压力工艺的优势在于(不同的)压力阶段适于各自的反应，并因此能够保证最佳的燃烧率和紧凑的吸收过程。
[0012]通常，为实施前述工艺方法的工厂包括至少一个空气压缩机和至少一个针对残留气体的膨胀涡轮机(也称为“残余气体涡轮机”)。
[0013]根据例如W02009/146758A1和W02011/054928A1可知，这样的工厂是已知的。
[0014]相对于稳态运行，在硝酸厂的启动和关机操作中，当前的设备不能在标准条件下正常工作并且时常需要额外的监管。
[0015]从关机/冷态(switched-off/cold)到启动的过程中，硝酸厂通常先注入伴有外部能量(例如外部蒸汽或电力)输入的空气(即“空气操作”)。一旦吸收塔在启动操作过程中注入来自储存容器的硝酸并且存在于该酸中的氮氧化物被空气吹出，就会产生第一次排放；并且在现代化工厂中会排放在注入操作过程中形成N0X。随着充如操作结束，NOx排放起初也随之停止，直到硝酸厂的NH3氧化反应被启动(“点火”)。点火后，工厂内的温度和NOx的浓度持续上升到到稳态运行值，并且各个工厂部件能够从特定的时点按计划运行。
[0016]在硝酸厂关机时，NH3的氧化反应首先停止。来自吸收塔的NOx在出口处的浓度持续降低，并且温度随之并行下降。由于稳态运行值不再符合(运行要求)，从某一时点开始，各个工厂部件也不能再按计划运行。
[0017]从荷兰住房、空间规划和环境部在1999年于海牙做出的最终报告中关于英美烟草公司硝酸生产的荷兰标注可知:可以通过加热的残余气体减少启动和关机期间NOx的排放量。此外，建议本领域的技术人员借助于蒸汽加热器来实现前述目标。
[0018]在硝酸厂的运行中，迫切希望实现残余气体涡轮机的高效率以降低运营成本。为此，在工厂的启动或关机操作期间，流经残余气体涡轮机的媒介的进气口处温度必须足够高以便离开残余气体涡轮机的气体不会冻结。特别是在高效率的残余气体涡轮机的情况下，存在较高的结冰风险，这是因为与传统的残余气体涡轮机相比，具有更高效率的残余气体涡轮机对流经其中的媒介冷却效果得更加显著。
[0019]与工厂的正常运行相比而言，在启动和/或关机期间，流经残余气体涡轮机的媒介的进气口处温度通常较低。
[0020]因此，为了防止残余气体涡轮机在启动和/或关机期间冻结，残余气体涡轮机的效率在启动和/或关机期间会受流经其中的媒介的限制。
[0021]特别地，在工厂具有特别高效率的残余气体涡轮机的情况下，至少在工厂的启动和关机阶段有必要对存在于残余气体侧和注入残余气体涡轮机中的媒介进行加热。
[0022]本发明的目的是优化已知的、用于制备硝酸的单压力和双压力工艺，从而能够避免上文详述的、在启动或关机期间的问题。本发明进一步的目的是提供用于实施该工艺的工厂并且能够使用具有较高效率的残余气体涡轮机以便由此降低经营成本。
[0023]本发明的进一步优势是，当使用传统的膨胀器时，能够实现硝酸厂的无色(无有色气体排放)启动，这是因为残余气体被加热到一定程度使得残余气体的净化能够在早期阶段就开始。
[0024] 本发明涉及在工厂启动和/或关机期间使用的工艺方法，该工厂由氨和含氧气体通过单压力或双压力工艺制备硝酸，其中所用的氨采用压缩的工艺气体在催化剂上被氧化，该工艺气体在至少一个压缩机出)中已经被压缩处理了，由燃烧形成的亚硝气体在一个或更多个工艺气体冷却器(3)中和在一个或更多个给水预热器(2)(也称为“节能器”)中进行冷却，该工艺气体冷却器配备着注入有冷却媒介的盘管，该给水预热器(2)配备着注入有冷却媒介的盘管，并且该冷却的亚硝气体随后至少部分地被水吸收，以形成硝酸，并且为了恢复压缩机工作(能力)，未被吸收的残余气体在至少一个残余气体涡轮机(11)中被膨胀。
[0025]根据本发明的该工艺方法中，在硝酸厂启动和/或关机期间，通过工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)里的盘管中的至少一个盘管被注入的加热媒介对流经工艺气体冷却器⑶和给水预热器⑵的工艺气体，特别是空气，在工艺气体冷却器⑶和/或给水预热器(2)中进行加热；并且被加热的工艺气体被引导而流过连接到工艺气体冷却器
(3)和/或给水预热器(2)下游的至少一个热交换器(5，4)，以便将热量从被加热的工艺气体传递到供应给至少一个残余气体涡轮机(11)的残留气体。
[0026]根据本发明的该工艺方法中，在工厂的启动和/或关机期间，流经残余气体涡轮机(11)的残留气体已经与热的工艺气体进行热交换而被加热，该热的工艺气体已经流过至少一个工艺气体冷却器(3)和/或至少一个给水预热器(2)。
[0027]因此，在本发明中，存在于残余气体侧的媒介，即残留气体，借助于工厂中存在的工艺气体冷却器⑶和/或工厂中存在的节能器⑵以及连接在二者各自下游的热交换器
(5,4)被间接加热。
[0028]在启动和关机操作中，工艺气体冷却器(3)和节能器(2)以相反的顺序进行操作；这意味着作为工艺气体(即空气操作情形下的空气)的冷却器，其实际功能并未被实施；然而，与此相反，这些装置作为工艺气体的加热器被间隔地连接起来。
[0029]典型的工艺气体冷却器(3)在其内部具有不同的盘管，在稳态运行中冷却剂借助于盘管(18，19，20)进行传输。例如，存在预蒸发器盘管(18)、预热器盘管(19)和蒸发器盘管(20)。任选地，这些盘管中的部分可以被省略和/或这些盘管的布置顺序可以有所不同。
[0030]在稳态操作中，工艺气体流过工艺气体冷却器(3)的内部，并将其一些热量释放给盘管(18，19，20)里的冷却剂。在工厂的启动和关机操作中，载热流体而非冷却剂能够流过这些盘管(18，19，20)，用于加热而不是冷却处于工艺气体冷却器(3)内部的流体。在此情况下，单个、多个或所有的这些盘管(18，19，20)可以被注入载热流体。在可替代的变型例中，该工艺气体冷却器(3)也可以配备附加盘管(21)，在工厂的启动和关机操作中加热媒介流过该附加盘管，在此情况下，该加热媒介同样流过其它的盘管(18，19，20)，或者其它盘管(18，19，20)被关闭或借助于来自稳态运行下的媒介运行。在任何情况下，依据本发明，在启动和关机操作中流过工艺气体冷却器(3)的工艺气体必须被加热。
[0031]为此，在启动和/或关机操作期间，工艺气体冷却器(3)内的附加和/或现有盘管(18,19,20,21)或其部分盘管可以被连接到用于提供加热媒介的源，例如注入由外部提供的热的加热媒介，例如提供过热或饱和的蒸汽。由此，流过的工艺气体冷却器(3)、存在于NO气体侧的工艺气体(通常启动情形下的空气)的温度升高。被加热的工艺气体(例如空气)随后将其热量释放给下游热交换器(5)里的残余气体侧，由此，来自残余气体侧的残留气体被加热到至少一个残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
[0032]根据本发明的该工艺方法的优选实施方式，为了改善热传递，在启动和/或关机操作期间，不仅工艺气体冷却器(3)的附加盘管(21)而且其现有盘管(18，19，20)都被来自蒸汽鼓⑶和/或来自外部系统的饱和蒸汽和/或沸水加热。为此，蒸汽鼓⑶和/或外部系统要在启动和/或关机操作之前投入运行，这可以通过例如输入蒸汽作为进料来实现。在早于或者在启动和/或关机操作期间，沸水随后被输送优选流过蒸发器盘管(20)和/或到达预蒸发器盘管(18)。该工艺气体冷却器(3)的过加热器盘管(19)能够用过热蒸汽或饱和蒸汽进行额外地加热。因此，在启动和/或关机操作期间流过工艺气体冷却器(3)的工艺气体(例如空气)同样被加热。被加热的工艺气体(例如空气)随后将热量释放到位于下游热交换器(5)的残余气体侧，由此，位于残余气体侧的残留气体被加热。因此，从位于NO气体侧的工艺气体(例如空气)向残留气体传递的热的量也会增加。
[0033]典型的节能器(2)在其内部通常具有至少有一组盘管(24)，在稳态运行下，通过该组盘管输送待加热的给水。通常这被称为水箱给水。在稳态运行时，工艺气体流过节能器(2)的内部，并将一些热量释放给盘管(24)里的给水。在工厂的启动和关机操作中，流过这些盘管(24)的冷却剂并不是给水，可以是载热流体，它加热而非冷却节能器(2)内部的工艺气体。在此情况下，单个、多个或所有的盘管(24)可以被注入载热流体。在替代的变型例中，节能器也可以配备附加盘管(25)，在工厂的启动和关机操作中，加热媒介流过该盘管，在此情况下，该加热媒介也同样流过其它盘管(24)，或者其它盘管(24)被关闭或借助来自稳态运行中的媒介而操作。在任何情况下，依据本发明，优选在启动和/或关机操作中对流过节能器(2)的工艺气体进行加热。
[0034]为此，根据本发明的该工艺方法的进一步优选变型例，在启动和/或关机操作期间，节能器(2)中附加和/或现有盘管(24，25)可以被注入用来提供热的媒介，例如过热或饱和的(外部)蒸汽，由此存在于NO气体侧的工艺气体的温度会升高。因此，在启动和/或关机操作期间流过节能器(2)的工艺气体(例如空气)被加热。随后被加热的工艺气体(例如空气)将它的热量释放到下游热交换器(4)的残余气体侧，由此，在残余气体侧的残留气体被预热，并且更优选地，利用来自工艺气体冷却器(3)的热量在其下游阶段将残留气体加热到至少一个残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
[0035]根据本发明的该工艺方法的特别优选的实施方式，为确保良好的热传递，在启动操作期间，利用来自蒸汽鼓(8)和/或来自外部系统的饱和蒸汽和/或沸水也对现有盘管
(24)以及附加盘管(25)进行加热。为此目的，蒸汽鼓(8)和/或外部系统必须在启动和/或关机操作之前投入运行，这可以通过例如输入蒸汽作为进料来实现。早于或者在启动和/或关机操作期间，该沸水随后被输送通过节能器(2)的盘管(24，25)。因此，在启动操作期间流过节能器(2)的工艺气体(例如空气)同样被加热。然后被加热的工艺气体(例如空气)将它的热量释放到下游热交换器(4)里的残余气体侧，由此，在残余气体侧的残留气体被加热。因此，从位于NO气体侧的工艺气体(例如空气)向残留气体传递的热的量也会增加。
[0036]更优选地，在工厂的启动和/或关机操作期间，工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)中的所有盘管被注入加热媒介。
[0037]根据本发明的该工艺方法的进一步优选实施方式，其涉及对工艺气体冷却器(3)或节能器(2)中使用的载热流体的能量利用方面所做的又一项改进。
[0038]由于加热媒介例如蒸汽，不会在工艺气体冷却器(3)或节能器(2)的盘管(18，19，20，21，24，25)中释放所有的能量，来自工艺气体冷却器(3)或来自节能器(2)的加热媒介被添加到进入至少一个残余气体涡轮机(11)的上游的残余气体侧的残留气体中，或者加热媒介被添加到蒸汽鼓⑶里；因此，存在于加热媒介的残余能量可以得到利用。
[0039]根据本发明的该工艺方法的进一步优选变型例，安装在进入至少一个残余气体涡轮机(11)的上游的残余气体侧的热交换器(10)采用例如载热流体、例如蒸汽进行运行，以便在启动和/或关机操作期间将硝酸厂残余气体侧的残留气体加热到残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
[0040]根据本发明，硝酸厂的运行模式主要在该工厂的启动和/或关机阶段时受到影响，特别是在启动阶段。在稳态运行期间，并不需要根据本发明的该工艺措施。
[0041]根据本发明，该工艺方法的结果是由氨和含氧气体通过单压力或双压力工艺生产的硝酸浓度处于40~76%的范围，其中所使用的氨的燃烧是借助于已在至少一个压缩机中进行压缩的压缩工艺气体来实现的。
[0042]通过燃烧形成的亚硝气体至少部分地被水吸收而形成硝酸。为了恢复压缩机的工作(能力)，未被吸收的残留气体在一个或其它一个以上的残余气体涡轮机(11)，也称为气体膨胀器，进行膨胀；优选膨胀到环境压力。
[0043]根据本发明，该工艺方法的一个优选实施例是在硝酸厂内实施的，该硝酸厂包括为形成硝酸而在水中吸收由燃烧所形成的亚硝气体的吸收塔，以及下游的残余气体的净化设备和一个或更多个下游残余气体涡轮机，并且在硝酸厂启动和/或关机操作期间，工艺气体流过工艺气体冷却器(3)和节能器(2)并在该工艺气体冷却器(3)和/或在节能器(2)中进行加热，该被加热的工艺气体将其热量释放到位于一个或更多个下游热交换器
(5,4)内的残余气体侧，由此该残余气体侧的残留气体在吸收塔和残余气体净化设备之间被加热。这一措施允许在启动时更早地执行对残留气体的净化，或者在关机时延迟对残余气体净化的关闭操作，由此使得无色启动和/或关机成为可能。
[0044]所采用的含氧气体往往是空气，但是使用富氧空气或许更加有益。
[0045]本发明尤其涉及在工厂中实施的工艺方法，该工厂包括至少一个残余气体涡轮机
(11)，其具有至少两个阶段。
[0046]本发明尤其涉及在工厂中实施的工艺方法，该工厂包括至少一个用于在水中吸收亚硝气体的吸收单元。
[0047]本发明进一步提供用于实施前述工艺方法的装置。
[0048]该装置包括至少一个空气压缩机(6)、至少一个工艺气体冷却器(3)、至少一个给水预热器(2)和至少一个残余气体涡轮机(11)，该工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)包括用于稳态运行的盘管(18，19，20，24)，可选地也包括附加盘管(21，25)，该盘管(18，19，20，21，24，25)中的至少一个被连接到用于提供加热媒介的源，由此该盘管(18，19,20,21,24,25)中的至少一个在该装置启动和/或关机期间能够被注入加热媒介从而加热流过工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的工艺气体，以及至少一个热交换器(5，4)被连接到工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的下游以便将来自被加热的工艺气体的热量传递到提供给至少一个残余气体涡轮机(11)的残留气体。
[0049]在该创造性的装置的一个优选变型例中，工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器
(2)具有用于稳态运行的盘管(18，19，20，24)，也具有附加盘管(21，25)，并且该附加盘管(21,25)被连接到用于提供加热媒介的源，优选蒸汽鼓(8)和/或外部系统，以便该附加盘管(21，25)在该装置启动和/或关机期间能够被注入加热媒介从而对流经工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的工艺气体进行加热。
[0050]在该创造性的装置的进一步优选变型例中，工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器⑵仅仅具有用于稳态运行的盘管(18，19，20，24)，并且这些盘管(18，19，20，24)被连接到用于提供加热媒介的源，优选蒸汽鼓(8)和/或外部系统，以便这些盘管在该装置启动和/或关机期间能够被注入加热媒介从而对流经工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的工艺气体进行加热。
[0051]在该创造性的装置的进一步优选变型例中，用于稳态运行的所有盘管(18，19,20,24)和可选而存在的所有附加盘管(21，25)被连接到用于提供加热媒介的源，优选蒸汽鼓(8)和/或外部系统，以便这些盘管在该装置启动和/或关机期间能够被注入加热媒介从而对流经工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的工艺气体进行加热。在该创造性的装置的进一步优选的变型中，在热交换器(5，4)中得到的热量被转移到硝酸厂的吸收塔和残余气体净化设备之间的残余气体侧。
[0052]根据本发明，借助于该工艺方法或该创造性的装置，以快速和保护材料的方式启动和关闭用于制备硝酸的工厂而且残余气体涡轮机(11)没有任何结冰的风险是可能的。特别是在使用具有高效率的残余气体涡轮机(11)的情况下，根据本发明，该工艺提供了高度的操作可靠性，这是因为能够可靠地避免残余气体涡轮机(11)的结冰。此外，本发明能够较早地启动或较晚地关闭残留气体的净化操作，这促成了无色的启动和关机。
[0053]图1示例性地描述了根据本发明提供的工艺流。
[0054]图2描述了适用于本发明的工艺气体冷却器。
[0055]图3描述了适用于本发明的节能器。
[0056]图1示出了以下部分的非详尽图示:硝酸厂(I)、节能器(2)、工艺气体冷却器
(3)、热交换器(4，5，10)、残余气体涡轮机(11)、烟囱(12)和蒸汽鼓⑶、泵(9)和空气压缩机(6)。在工厂启动时，来自空气压缩机(6)的空气借助于工艺气体冷却器(3)和节能器
(2)进行加热，并被引导进入工厂(I)的部件中。在热交换器(4，5)中，从被加热的空气中将热量提取出来并供应给残余气体侧。残余气体侧能够借助于热交换器(10)而被进一步地加热。在工艺气体冷却器(3)和节能器(2)里的、用于加热空气的载热流体可以来源于蒸汽鼓(8)和/或外部系统，并且通过泵(9)提供给该图中并未示出的盘管。来自工艺气体冷却器(3)和节能器(2)的、被冷却的载热流体被提供给残余气体涡轮机(11)和/或蒸汽鼓(8)。该蒸汽鼓(8)也可以由外部蒸汽或其它热流体供应(载热流体)。
[0057]图2示出了工艺气体冷却器的纵向剖视图。该图示出了具有出口(17)的壳体
(22)，以及具有工艺气体流进内部的入口(16)的盖(15)。盖(15)和壳体(22)由凸缘(23)相互连接。在工艺气体冷却器内部存在预蒸发器盘管(18)、过热器盘管(19)、蒸发器盘管
(20)和用于预热的附加盘管(21)。附加盘管(21)主要在工厂启动和/或关机期间被使用并被注入加热媒介。预蒸发器盘管(18)、过热器盘管(19)和蒸发器盘管(20)能够在工厂的启动和/或关机期间被注入加热媒介。在稳态运行下，这些盘管被填充冷却媒介。
[0058]图3示出了节能器的纵向剖视图。该图显示了具有供工艺气体流动的入口和出口(16，17)的壳体(22)。节能器内存在对流进内部的工艺气体进行加热的盘管(24)和用于对流进内部的工艺气体进一步加热的附加盘管(25)。附加盘管(25)主要在工厂启动和/或关机期间被使用并被注入加热媒介。盘管(24)能够在工厂的启动和/或关机期间被注入加热媒介， 这些盘管(24)被注入了由流过节能器的、热的NO气体加热的水箱给水。
【权利要求】
1.一种在工厂启动和/或关机期间使用的工艺方法，该工厂通过单压力或双压力工艺由氨和含氧气体制备硝酸，其中所用的氨借助于压缩的工艺气体在催化剂上被氧化，所述工艺气体在至少一个压缩机(6)中已经被压缩处理了，由燃烧形成的亚硝气体在一个或更多个工艺气体冷却器(3)中和在一个或更多个给水预热器(2)中进行冷却，该工艺气体冷却器配备着注入有冷却媒介的盘管，该给水预热器(2)配备着注入有冷却媒介的盘管，并且该冷却的亚硝气体随后至少部分地被水吸收，以形成硝酸，并且为了恢复压缩机的工作性能，未被吸收的残余气体在至少一个残余气体涡轮机(11)中被膨胀，其特征在于，在硝酸厂启动和/或关机期间，通过在工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)里的盘管中的至少一个盘管注入的加热媒介对流过工艺气体冷却器(3)和给水预热器(2)的工艺气体在工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)中进行加热，并且被加热的工艺气体被引导流过连接到工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)下游的至少一个热交换器(5，4)，以便将热能从被加热的工艺气体传递到供应给至少一个残余气体涡轮机(11)的残留气体。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在启动和/或关机操作期间，在工艺气体冷却器⑶内的盘管(18，19，20，21)被注入由外部提供的热的加热媒介，由此，流过工艺气体冷却器(3)的、存在于NO气体侧的工艺气体的温度会升高，并且被加热的工艺气体随后将其热量释放给下游的热交换器(5)的残余气体侧，由此，来自残余气体侧的残留气体被加热到至少一个残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
3.根据 权利要求2所述的工艺方法，其特征在于，由外部提供的该热的加热媒介是过热或饱和的蒸汽。
4.根据权利要求2所述的工艺方法，其特征在于，该工艺方法使用了工艺气体冷却器(3)，其具有用于稳态运行的预蒸发器盘管、过加热器盘管和/或蒸发器盘管(18，19，20)，也具有附加盘管(21)，并且在启动和/或关机操作期间，不仅附加盘管(21)而且工艺气体冷却器(3)的预蒸发器盘管、过加热器盘管和/或蒸发器盘管(18，19，20)都被来自蒸汽鼓(8)和/或来自外部系统的饱和蒸汽和/或沸水加热，并且在早于或者在启动和/或关机操作期间，该沸水被输送优选地流过它的蒸发器盘管(20)和/或预蒸发器盘管(18)，并且该工艺气体冷却器(3)的过加热器盘管(19)能够用过热或饱和蒸汽进行额外地加热。
5.根据权利要求2所述的工艺方法，其特征在于，该工艺方法使用了工艺气体冷却器(3)，其仅仅具有用于稳态运行的预蒸发器盘管、过加热器盘管和/或蒸发器盘管(18，19，20)，并在启动和/或关机操作期间被来自蒸汽鼓(8)和/或来自外部系统的饱和蒸汽和/或沸水加热，并且在早于或者在启动和/或关机操作期间，该沸水被输送流过它的蒸发器盘管(20)和/或预蒸发器盘管(18)，并且该工艺气体冷却器(3)的过加热器盘管(19)能够用过热或饱和蒸汽进行额外地加热。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的工艺方法，其特征在于，该工艺方法使用了给水预加热器(2)，其具有用于稳态运行的盘管(24)，也具有附加盘管(25);并且在启动和/或关机操作期间，给水预加热器(2)中的附加盘管和/或那些用于稳态运行的盘管(24，25)被注入用于提供热的加热媒介，由此存在于NO气体侧的工艺气体的温度会升高，并且被加热的工艺气体将它的热量释放到下游热交换器(4)里的残余气体侧，由此，在残余气体侧的残留气体被预热。
7.根据权利要求6所述的工艺方法，其特征在于，利用来自工艺气体冷却器(3)的热量，在下游阶段将残余气体侧预热的残留气体加热到至少一个残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的工艺方法，其特征在于，该工艺方法使用了给水预加热器(2)，其仅仅具有用于稳态运行的盘管(24)，并且在启动和/或关机操作期间，给水预加热器(2)中的用于稳态运行的盘管(24)被注入用于提供热的加热媒介，优选过热或饱和蒸汽，由此存在于NO气体侧的工艺气体的温度会升高，并且被加热的工艺气体将它的热量释放到下游热交换器⑷里的残余气体侧，由此，在残余气体侧的残留气体被预热。
9.根据权利要求8所述的工艺方法，其特征在于，利用来自工艺气体冷却器(3)的热量，在下游阶段将残余气体侧预热的残留气体加热到至少一个残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
10.根据权利要求6中任意一项所述的工艺方法，其特征在于，在启动和/或关机操作期间，给水预加热器(2)中的用于稳态运行的盘管(24)以及附加盘管(25)被来自蒸汽鼓(8)和/或来自外部系统的饱和蒸汽和/或沸水加热，由此流过给水预加热器(2)的该工艺气体在启动操作期间被加热，并且随后将它的热量释放到下游热交换器(4)里的残余气体侦牝由此，在残余气体侧的残留气体被预热。
11.根据权利要求1至7中任意一项所述的工艺方法，其特征在于，在进入至少一个残余气体涡轮机(11)之前，流过工艺气体冷却器⑶和/或给水预加热器⑵的盘管的加热媒介被加入位于残余气体侧上的残留气体，或者流过工艺气体冷却器(3)和/或给水预加热器(2)的盘管的加热媒介被加入到蒸汽鼓(8)中。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的工艺方法，其特征在于，安装在进入至少一个残余气体涡轮机(11)的上游的残余气体侧的热交换器(10)采用载热流体运行以便至少在启动和关机操作期间对硝酸厂的残余气体侧的残留气体进行加热以便达到残余气体涡轮机(11)所要求的进气口处温度。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的工艺方法，其特征在于，该工艺方法在工厂中实施，所述工厂包含至少一个在水中吸收亚硝酸形气体的吸收单元。
14.根据权利要求1至13任意一项所述的工艺方法，其特征在于，该工艺方法在硝酸厂中实施，所述硝酸厂具有为形成硝酸在水中吸收由燃烧所形成的亚硝气体的吸收塔，以及下游的残余气体的净化设备和一个或更多个下游残余气体涡轮机，并且，在硝酸厂启动和/或关机操作期间，工艺气体流过工艺气体冷却器(3)和节能器(2)并且在该工艺气体冷却器(3)和/或在节能器(2)中进行加热，该被加热的工艺气体将其热量释放到位于一个或更多个下游换热器(5，4)内的残余气体侧，由此该残余气体气体侧的残留气体在吸收塔和残余气体净化设备之间被加热。
15.用于实施如权利要求1所述的工艺方法的装置，其特征在于，该装置包括至少一个空气压缩机(6)、至少一个工艺气体冷却器(3)、至少一个给水预热器(2)和至少一个残余气体涡轮机(11)，该工艺气体冷却器(3)和给水预热器(2)包括盘管(18，19，20，24)，该些盘管中的至少一个被连接到用于提供加热媒介的源，由此在工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)里的所述至少一个盘管在该装置启动和/或关机期间能够被注入加热媒介以对流过工艺气体冷却器(3)和给水预热器(2)的工艺气体进行加热，并且至少一个热交换器(5，4)被连接到工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的下游以便将来自被加热的工艺气体的热量传递到被提供给残余气体涡轮机(11)的残留气体。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)具有用于稳态运行的盘管(18，19，20，24)，也具有附加盘管(21，25)，并且该附加盘管(21，25)被连接到用于提供加热媒介的源，以便该附加盘管(21，25)在该装置启动和/或关机期间能够注入加热媒介从而对流经工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的工艺气体进行加热。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，用于提供加热媒介的源是蒸汽鼓(8)和/或外部系统。
18.根据权利要求15至17中任意一项所述的装置，其特征在于，该工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)仅仅具有用于稳态运行的盘管(18，19，20，24)，并且这些盘管被连接到用于提供加热媒介的源，以便这些盘管在该装置启动和/或关机期间能够注入加热媒介从而对流过工艺气体冷却器(3)和/或给水预热器(2)的工艺气体进行加热。
19.根据权利要求15至18任意一项所述的装置，其特征在于，在热交换器(5，4)中得到的热量被转移给硝酸厂的吸收塔和残余气体净化设备之间的残余气体侧。
20.根据权利要求15至19任意一项所述的装置，其特征在于，该装置包括具有至少两个阶段的至少一个 残余气体涡轮机(11)。
【文档编号】C01B21/26GK104080731SQ201280067219
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年1月16日
【发明者】D·比尔克 申请人:蒂森克虏伯工业解决方案股份公司