Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Процессы очистки коксового газа без получения сульфата аммония. Обобщение особенностей технологии и обоснование цели исследований 8
Глава 2 Современные представления об образовании токсичных примесей при сжигании топлива, содержащего соединения азота, и пароаммиачных смесей. Задачи исследований ' 21
2.1. Образование оксидов азота при сжигании топлива 21
2.2. Сжигание аммиака и других азотсодержащих соединений 28
2.3. Выводы. Задачи исследований 42
Глава 3 Экспериментальная база. Теоретическое обоснование пределов регулирования параметров сжигания ПАС в реакторах и программы промышленных исследований 45
3.1. Технологические схемы промышленных установок 46
3.2. Инженерный анализ тепловых режимов сжигания аммиака различной концентрации в вертикальном циклонном реакторе из ПАС 48
3.3. Прогноз образования токсичных примесей при сжигании концентрированных ПАС в смеси с коксовым газом, содержащим сероводород 59
3.4. Выводы 67
Глава 4 Промышленные исследования процессов сжигания аммиака из пароаммиачных смесей кругового фосфатного способа очистки коксового газа 68
4.1. Методика промышленных исследований 68
4.2. Закономерности промышленного процесса сжигания аммиака из ПАС очистки коксового газа 72
4.2.1. Эффективность сжигания аммиака и других примесей ПАС в циклонных реакторах 72
4.2.2. Образование оксидов азота при сжигании аммиака из ПАС в циклонных реакторах 76
4.2.3. Окисление серосодержащих примесей при сжигании аммиака 89
4.3. Эксплуатационная надежность установок сжигания аммиака коксового газа 92
4.3.1. Исходные положения 92
4.3.2. Результаты коррозионных испытаний материалов коммуникаций пароаммиачной смеси 94
4.3.3. Эксплуатационная надежность котла-утилизатора 96
4.4. Выводы 100
Глава 5 Технико-экономическая эффективность и реализация результатов исследований и разработок .ЛОЗ
Заключение
Список литературы
- Сжигание аммиака и других азотсодержащих соединений
- Инженерный анализ тепловых режимов сжигания аммиака различной концентрации в вертикальном циклонном реакторе из ПАС
- Закономерности промышленного процесса сжигания аммиака из ПАС очистки коксового газа
- Окисление серосодержащих примесей при сжигании аммиака
Введение к работе
Актуальность работы
Применяемый в промышленности способ очистки коксового газа с получением сульфата аммония несовершенен, агрегаты улавливания аммиака на многих предприятиях России изношены и требуют срочной модернизации и замены. В современных способах очистки газа используется технология каталитического уничтожения аммиака, которая является дорогостоящей и сложной в эксплуатации. Эффективная технология сжигания аммиака из пароаммиачных смесей (ПАС) очистки газа при ее реализации обеспечит выполнение перспективных требований к обработке коксового газа в коксохимпроизводстве. Разработка этой технологии является актуальной задачей.
Цель работы. Повышение экологичности и эффективности обработки коксового газа посредством разработки новых технологических решений по сжиганию аммиака из ПАС очистки газа, прекращения потребления дорогостоящей серной кислоты и производства сульфата . аммония -низкосортного удобрения и отхода коксохимического производства.
Задачи исследования:
на основе обобщения информации о процессах очистки коксового газа с уничтожением аммиака, современных представлений об образовании токсичных примесей при сжигании топлива и азотсодержащих соединений обосновать цель исследований, требования к процессу сжигания аммиака и задачи исследований;
создать экспериментальную базу промышленных исследований сжигания аммиака из высококонцентрированных ПАС, определить теплотехнические характеристики созданных установок сжигания; методом математического моделирования на ЭВМ оценить закономерности образования оксидов азота и серы в пределах тепловых ограничений сжигания ПАС в циклонных реакторах с
котлами-утилизаторами и обосновать программу промышленных экспериментов;
изучить закономерности промышленного процесса сжигания аммиака из ПАС очистки коксового газа посредством проведения экспериментальных исследований на созданных головных промышленных установках;
разработать и внедрить высокоэффективный по условиям труда, экологичности и экономическим характеристикам способ сжигания аммиака на основе выполненных исследований и при технико-экономическом сопоставлении с другими современными способами (каталитическим разрушением аммиака).
Методическое обеспечение исследований
Экспериментальной базой исследований являются созданные в ОАО
«Кокс» головные промышленные установки сжигания аммиака из
высококонцентрированных ПАС очистки коксового газа круговым фосфатным
способом. "
Планирование экспериментов на этих установках обосновывалось предварительными исследованиями тепловых режимов, термодинамическим моделированием на ЭВМ образования NO*, SO2 и S03 при сжигании ПАС в смеси с коксовым газом и конструктивными ограничениями температурных пределов проведения процесса в циклонных реакторах с котлами-утилизаторами.
Достоверность показателей режима сжигания подтверждалась прямым дублирующим замером аттестованными приборами. Усреднение и графическое отображение показателей режима предусмотрено программным обеспечением АСУ ТП. Анализ проб ПАС и продуктов сжигания проводился по аттестованным методикам, принятым в коксохимическом производстве и экологическом контроле. При оценке эксплуатационной надежности разработанного процесса (как одного из показателей практической ценности
технологии) исследовались коррозионная активность сред и отложения на поверхностях низкотемпературной части котла за длительный период эксплуатации (более 3 лет) стандартными методами.
Научная новизна работы заключается в том, что представительными экспериментальными исследованиями на промышленных установках с циклонными реакторами двух типов впервые получены количественные зависимости полноты сжигания аммиака, сопутствующих азотсодержащих примесей из ПАС очистки коксового газа, выхода оксидов азота и серы в окислительном процессе от технологических факторов и конструктивных особенностей циклонных реакторов.
Практическая ценность результатов работы состоит в том, что полученные научные обоснования и разработанные технологические решения позволяют
создать и широко распространить в промышленной практике совершенный технологический процесс очистки коксового газа от аммиака без использования серной кислоты и получения отхода производства - сульфата аммония, управляемый системой АСУ ТП, отличающийся экологической безопасностью, минимальными инвестиционными и эксплуатационными затратами;
модернизировать действующие в промышленности технологии с уничтожением аммиака.
Реализация результатов работы в промышленности.
Основные результаты работы реализованы при модернизации Кемеровского коксохимического завода (ОАО «Кокс»). На заводе впервые в мировой практике внедрен круговой фосфатный способ очистки коксового газа со сжиганием аммиака из ПАС в циклонных реакторах. Технология планируется к распространению на ряде предприятий Российской Федерации, за рубежом (Казахстан) и имеет общеотраслевое значение.
Личный вклад автора состоит:
в обобщении и анализе информации по технологическим процессам очистки коксового газа без получения сульфата аммония, образованию оксидов азота при сжигании азотсодержащих соединений и постановке задач исследований по совершенствованию технологий, внедряемых на ОАО «Кокс»;
в теоретических обобщениях и прогнозах образования оксидов азота и серы методом термодинамического моделирования сжигания 'аммиака из концентрированных пароаммиачных смесей;
в создании циклонных реакторов горизонтального типа с утилизацией и без утилизации тепла и обоснованием характеристик двухтопочного реактора с котлом утилизатором повышенной производительности;
- в организации, планировании и обобщении результатов экспериментальных исследований на промышленных циклонных реакторах сжигания аммиака в круговом фосфатном процессе очистки коксового газа на ОАО «Кокс». Апробация работы. Основные результаты работы рассматривались в ВУХИНе (г. Екатеринбург, 2001-2003 гг.) при разработке ТЭР реконструкции коксохимпроизводств, на научно-практических конференциях по проблемам экологии (г. Екатеринбург 2002, 2003 г., г. Новокузнецк 2003 г.), на научно-технических советах ОАО «Кокс» (2000-2003 г.).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 9 работах, в том числе в 4 статьях в журнале «Кокс и химия», в 5 тезисах докладов на научно-практических конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит 21 рисунок, 27 таблиц, список литературы из 96 наименований.
Сжигание аммиака и других азотсодержащих соединений
Кинетика пиролиза аммиака изучалась при использовании разбавленных смесей химически чистого аммиака и аргона в температурном интервале 1800 +-3500 К.
В этой работе указывается, что равновесные концентрации продуктов пиролиза аммиака ( N2 и Н2) по результирующей реакции NH3 — N2 + Н2 превышают концентрации реагента после 400 мсек. Важные переходные формы промежуточных соединений NH2, Н, NH и N быстро формируют последовательность реакций. NH2 быстро исчезает, NH исчезает, медленнее. Быстро меняющиеся компоненты реакций N2H2 и NNH никогда не достигают 1 млн. доли, но являются основными источниками образования N2. Более тяжелые промежуточные продукты N2H3 и N2H4 образуются в незначительных количествах и не влияют на моделируемые профили измеряемых компонентов.
В.Д. Маннери, К.А. Хоуболд и другие [42] изучают кинетику пиролиза и окисления аммиака для условий получения серы по методу Клауса. Исследования проводятся в температурных интервалах высокотемпературной печи Клауса. Отличие этих исследований состоит в близких для сжигания аммиака интервалах рассматриваемых температур (1000 — 1400 К), а также в оценке влияния H2S и Н20, содержащихся в ПАС, на скорость пиролиза и окисления аммиака.
Кларк и другие [43] исследовали пиролиз аммиака с целью определения влияния прочих содержащихся в ПАС веществ. В целом как Н2Е, так и Н20 тормозят пиролиз NH3. В то же время S02 его усиливает. Исследования вышеназванных авторов показали также, что окисление аммиака идет гораздо быстрее, чем его пиролиз. При изучении окисления аммиака при времени пребывания в реакторе 0,34 - 0,55 с и входных концентрациях NH3 и Ог 4 и 3 %, соответственно, было установлено, что степень превращения аммиака при температурах 700 - 1100 С не превышает 10 %, в то время как при температурах выше 1100 С аммиак окисляется на 60 100 %.
В.Д. Маннери обобщает результаты опубликованных работ других авторов по восстановлению NO аммиаком в присутствии кислорода по реакции: NH3 + NO = N2 + Н20. В интервале температур 872 - 980 С и избытке Ог, по сравнению с NO, введение NH3 способствовало восстановлению NO во всем интервале температур. Установлено, что с максимальной скоростью этот процесс протекает в узком интервале температур 1100 - 1400 К. Исследование проводилось при большом избытке кислорода в газовой смеси. По экспериментальным данным В.Д. Маннери моделирует процесс пиролиза и окисления аммиака для условий высокотемпературной печи Клауса (концентрация NHj от 0,5 до 2,0 %, температура 850 + 1200 С, время пребывания в зоне реакции 0,05 + 0,80 с). Предложены следующие формулы для определения скорости реакций: Скорость пиролиза NHj: Zn = A-exp(En/RT)-PNH3U5, где А = 0,00421 моль-с 1- атм1,25-см3 Еп= 16,5 ккал-моль"1 Скорость окисления NH3: Z0 = А exp(Eo/RT) PNHJ h2S- Р02 75, где А = 4430 моль-с 1- атм"1,75-см3 Е0 = 40,0 ккал-моль"1 Экспериментальные данные имеют отклонения от расчетных по пиролизу в пределах 13 % и по окислению в пределах 10 %.
Данные об образовании NO при сжигании аммиака противоречивы. Так указывается [35,44], что при сжигании природного и генераторного газов с малыми концентрациями аммиака (0,4 - - 0,5 %) более половины NH3 превращается в NOx. С увеличением концентрации NH3 степень его превращения в N0X снижается.
Обезвреживание воздуха, содержащего 2,5 % NH3, дожитом примесей на опытной установке при температуре 850 - - 950 С сопровождалось выбросами дымовых газов, в состав которых входили не только NOx, но и заметное количество NH3 [45], что связано с недостаточной температурой процесса обезвреживания.
Опыты по обезвреживанию 6,3 %-ного водного раствора NH3 сжиганием в циклонном реакторе проводились в Московском энергетическом институте [39]. При температуре ниже 900 С наблюдалось неполное обезвреживание NH . В отходящих газах содержалось до 5 г/м3 аммиака. При температуре 1050 С аммиак практически полностью разлагался (содержание в продуктах горения ниже 20 мг/м ). При обезвреживании водного раствора аммиака в циклоне сжигался природный газ. Установлено, что при впрыскивании в циклонный реактор водопроводной воды и 6,3 %-ного водного аммиака содержание окислов азота в продуктах горения не изменяется. Отсюда делается вывод, что сжигание аммиака не сопровождается образованием оксидов азота.._
В этих экспериментах обоснован следующий оптимальный режим обезвреживания раствора водного аммиака сжиганием в циклонном реакторе: температура 1050 - - 1100 С; коэффициент избытка воздуха 1,1; удельная нагрузка в циклонном реакторе при сжигании 6,3 %-ной аммиачной воды достигает величины 0,9 т/м ч. Рекомендуется [46] восстанавливать NO аммиаком в дымовых газах котлоагрегатов при температуре 950 С, когда NH3 реагирует в основном с NO, а не с кислородом. При температуре выше 1100 С аммиак реагирует с кислородом с более высокими скоростями, чем с NO. ,
Отмечается, что при появлении в реакторе восстановительной среды (а 1), процесс огневого обезвреживания аммиака может протекать с образованием сильно токсичных соединений, таких как гидразин N2H2, синильная кислота HCN, цианамид (NH2CN)4, цианид аммония NH4CN. В частности, образование гидразина возможно по реакциям
Инженерный анализ тепловых режимов сжигания аммиака различной концентрации в вертикальном циклонном реакторе из ПАС
Приведенные выражения получены по исходному составу коксового газа и стехиометрическому распределению реакций сжигания компонентов. Как показали расчеты, приведенная выше система уравнений пригодна лишь для первого состава ПАС, в которой содержание аммиака невелико (32,85%), и температура ниже 1450 С устанавливается на горелках аммиака при стехиометрическом соотношении аммиака и воздуха (а = 1).
В режимах с высоким содержанием аммиака в ПАС необходима подача дополнительного воздуха (ДЦ"В) в диффузионную зону дожига аммиака. Для этих режимов рассчитываются два уравнения теплового баланса с двумя неизвестными — расходом коксового газа (В) и расходом дополнительного воздуха (AU") в зону горения аммиака для снижения температуры до 1450 С. Уравнение теплового баланса прогрева ПАС до 800 С: О -qj ) (В QPH +ипас- СІПАС- t,) = U дгкг В Сдгкг t2 + UnAc Сг ПАС 2 + G]sjm UBNHS" 2 Св + Ди"в Св t2, rflet2=800C. Уравнение теплового баланса в зоне горения аммиака: (1 - q5 ) (В QPH + Unac СціАС t! + GN№ QPt, NH3 ) = SUV кг В Сдг t3 + GN»,, UVNH,- t3 Сд-мь + 1,243Gn Cn t3 + AU"B CB t3, где t3= 1450 С. Совместное решение последних двух уравнений дает значения В и AU"B. Далее решается уравнение общего баланса с известными В и AU"B на температуру выходящих из реактора газов 1200 С, и определяется объем дополнительного воздуха Ди "Е, подаваемого ниже зоны горения аммиака. (1 - q$) (Urac СПАС ti + GNHj QPHNH3) +(1 - Чз") В QpMKr = 1200[ШДГКг-В Сдгкг " GNH3 ЦдгННз CflrNHj + l 243Gn" Cn +,(AU"„-b AU "B)CB] Результаты решения уравнений для заданных 4-х режимов и принятых исходных ограничений представлены в табл. 11.
Далее выполнен анализ изменения показателей режима (расход газа, воздуха, количества продуктов сжигания, коэффициент избытка воздуха) в принятых пределах температурных ограничений и концентраций ПАС (рис. 9-12) для одинаковой нагрузки по сжигаемому аммиаку, равной 1000 кг/ч.
При вводе ПАС на одном уровне смешения с продуктами сжигания коксового газа расход последнего, обеспечивающий прогрев ПАС до 800 С, изменяется незначительно (на 8-10%) в диапазоне концентраций ПАС 30+60%.
Снижение расхода коксового газа при ступенчатом подводе ПАС на 3-х уровнях, как показали расчеты, может быть пропорциональным количеству сжигаемого аммиака на одной ступени и составлять около 30% от приведенного на рис. 9.
Общий расход воздуха в реактор, объем продуктов горения на выходе из реактора (суммарный от сжигания коксового газа и аммиака), а также коэффициент избытка воздуха возрастают с увеличением концентрации ПАС на 10-20%.
При этом избыток кислорода в продуктах горения является значительным (а в пределах 1,5-1,75), что является особенностью принятой конструкции вертикального реактора. Принятое в расчете ограничение максимальной температуры (1450 С) является предельным по свойствам шамотного огне-упора. Снижение этой температуры до 1350-1400 С приведет к увеличению коэффициента избытка воздуха.
Одним из приемов снижения температуры в факелах сжигания ПАС является частичное сжигание аммиака на горелках при а меньшем единицы с дожигом непрореагировавшего аммиака и водорода в диффузионном вихревом потоке при температуре не выше 1200 С,
По характеристикам котла имеется резерв объема продуктов горения и паропроизводительности до 30%. Поэтому при необходимости нагрузка на котел может быть увеличена по газу до 25000 нм3/ч за счет сжигания в реакторе большего количества коксового газа. Увеличение расхода коксового газа потребует пропорционального увеличения расхода воздуха и при этом коэффициент избытка воздуха на выходе из реактора соответственно возрастет до более 1,75.
Закономерности промышленного процесса сжигания аммиака из ПАС очистки коксового газа
Основное внимание при выполнении исследований было уделено изучению закономерностей образования оксидов азота. Из данных термодинамического моделирования процесса сжигания аммиака из ПАС и литературных данных можно было ожидать следующие закономерности: 1. Содержание NOx будет снижаться при минимальных а, а также снижении максимальных а на выходе из реакторов в пределах 1,5-2,0. 2. При двухстадийном сжигании содержание NOx в дымовых газах должно увеличиваться с повышением а на первой стадии (сжигании в факеле горелок). 3. При увеличении концентрации ПАС содержание NOx в газах должно увеличиваться, 4. С увеличением температуры в зоне реакции содержание NOx в газах должно возрастать, 5. В горизонтальном реакторе доля NH , перешедшая в NOx, должна быть ниже, чем в вертикальном, за счет подачи вторичного воздуха с торца ци клона по его оси. При проведении исследований на вертикальном реакторе воздух в зону реакции подавали в неизменном общем количестве через девять горелок ПАС [93-95]. При этом аммиак на различных режимах подавали при одинаковом его общем расходе через разное число горелок (3, 6, 9). Таким образом, не изменяя общий расход воздуха, устанавливали различное соотношение воздуха й аммиака в факелах горелок.
В табл. 14 приведены результаты сжигания аммиака на пяти режимах в факелах горелок с недостатком воздуха (а = 0,42; 0,65; 0,85) и одном режиме с избытком воздуха на факелах горелок (аммиак подавали на все 9 горелок). В диффузионную зону второй стадии дожигания поступали сверху продукты сгорания коксового газа с избытком воздуха и по тангенциально расположенным горелкам ПАС - продукты сжигания аммиака с примесями, непрореагировавшии аммиак, пиридин, цианистый водород и воздух; На выходе из диффузионной зоны дожигания второй стадии в вихревом потоке газов всегда содержался большой избыток кислорода - 8,5-10,5% (а = 1,8-2,0).
В табл. 14 обобщены результаты проведения первой серии экспериментов.
Сопоставляя обобщенные данные 3, 4 и 5 режимов сжигания аммиак из ПАС 42-44%-ной концентрации при различных значениях аПдс в факелах горелок установили, что при увеличении а в пределах 0,42- -1,27 содержание NOx в продуктах сжигания на выходе из реактора растет. В последующем из большого объема выборок удалось установить количественную зависимость CNOX ОТ аПдс для двух уровней температур (рис. 18). Содержание NOx в продуктах горения практически линейно возрастает при увеличении СІПАС В пределах 0,40- -1,27. При этом влияние аПдс проявляется в большей степени при пониженных температурах на выходе из реактора.
Большие абсолютные значения Смох ПРИ более высоких температурах продуктов сжигания на выходе из реактора (1240-1280 С) находят свое объяснение в известном влиянии температуры на образование NOx при сжигании топлив и азотсодержащих соединений. Большая скорость изменения CNOX от аПдс при пониженных температурах может быть связана с увеличением количества непрореагировавшего аммиака, поступившего во вторую стадию диффузионного дожига, где может протекать в низкотемпературной области реакция восстановления оксида азота аммиаком (NH3 + NO — N2 + Н20). Как известно, эта реакция ограничена низкотемпературной областью и при температуре выше 1200 С не идет. Снижение содержания NOx во второй диффузионной стадии сжигания топлива наблюдали и другие авторы [29].
В первой серии экспериментов (табл. 14) были подтверждены прогнозы, сделанные по обобщению литературных данных и при термодинамическом моделировании процесса о возрастании Смох при увеличении концентрации ПАС. Увеличение последней с 42-44 до 86-87% при равных аПдс (0,42) температурах продуктов горения после реактора (1200 С) приводит к возрастанию CNOx более, чем в 2 раза. Графически эта закономерность отражена на рис. 19 и объясняется, по-видимому, известными представлениями о влиянии водяных паров на образование оксидов азота при сжигании топлива. Применительно к сжиганию аммиака из этой закономерности следует практически важное заключение о целесообразности подачи в реактор пароаммиачной смеси с минимально возможной концентрацией. Без увеличения энергозатрат на стадии очистки коксового газа и десорбции аммиака из аммиачного конденсата оптимальной является концентрация аммиака в пароаммиачной смеси в пределах 40-45%. При этом следует иметь ввиду (по наблюдениям в процессе эксплуатации установок), что при более низкой концентрации ПАС могут наблюдаться нарушения горения на факелах ПАС и попадание капельной влаги на кладку реактора. Последнее может привести к ускоренному износу футеровки.
Окисление серосодержащих примесей при сжигании аммиака
В качестве известного варианта технологии уничтожения аммиака для технико-экономического сопоставления с разработанным способом сжигания принят каталитический способ уничтожения аммиака, применяемый в промышленности (см. главу 1 диссертации). В этом способе аммиак из пароамми-ачной смеси восстанавливается в азот и водород в каталитическом реакторе при температуре 1100С, реакционные газы пропускают через котел-утилизатор, охлаждают до 300С, далее доохлаждают в испарительном холодильнике. Охлажденную до 80-85С смесь паров и реакционных газов подают в коксовый газ перед первичными газовыми холодильниками. При этом на 8% увеличивается нагрузка на газовую аппаратуру улавливания химических продуктов коксования. Калорийность реакционных газов составляет около 500 кКал/м3 и этот газ в пересчете на калорийность коксового газа должен быть учтен в технико-экономическом сопоставлении технологий как дополнительная продукция. В котле-утилизаторе установки каталитического разложения аммиака получают пар в меньшем количестве, чем при сжигании аммиака, так как каталитический процесс протекает в восстановительной среде, основная реакция является эндотермической и тепло реакционных газов наобходимо утилизировать в котле без экономайзера из-за высокой коррозионной активности реакционных газов. В качестве резервного агрегата уничтожения аммиака в этой технологии применяется сжигание без утилизации тепла. (При сопоставлении технологий резервные агрегаты приняты аналогичными освоенному на ОАО «Кокс» горизонтальному реактору).
Расчеты экономических показателей, объемы капиталовложений и эксплуатационных затрат приняты на примере реализации технологий в условиях улавливания химических продуктов коксования на ОАО «Кокс». Цены энерго носителей, технической воды взяты фактические по состоянию на 2 квартал 2003 г. Стоимость технологического оборудования принята по данным заводов-изготовителей, полученным в 2003 г,, фактической стоимости головных промышленных установок на ОАО «Кокс», а также по справочным данным институтов «Гипрогазоочистка» и «Техэнергохимпром» (г. Москва) 2002 г., предоставленным по запросу ОАО «Кокс». Объемы строительно-монтажных работ приняты по аналогам, как доля от стоимости технологического оборудования (60%). Стоимость резервных установок сжигания аммиака без утилизации тепла принята по фактическим затратам сооружения установки на ОАО «Кокс» [96].
Единичная мощность цеха улавливания химических продуктов коксования принята равной 100 тыс. нм3/час коксового газа (фактический объем газа на ОАО «Кокс»). Необходимые дополнительные затраты на очистку реакционного газа каталитического уничтожения аммиака в смеси с прямым коксовым газом рассчитаны на фактические условия действующего на ОАО «Кокс» цеха и имеющегося в этом цехе резерва газового оборудования. В этих условиях, как показали расчеты, при реализации уничтожения аммиака по каталитическому способу потребовалось бы установить один дополнительный первичный газовый холодильник. Нагнетатели газа, абсорберы аммиака, конечные газовые холодильники и оборудование бензольного отделения имеют резерв и могут принять дополнительные 8000 нм /час реакционного газа. Поэтому в цехе улавливания учтены лишь энергетические затраты на обработку дополнительных объемов газа (технической воды, электроэнергии на транспортировку газа, электроэнергии и пара на извлечение сырого бензола). В сопоставлении не учтен ремонтный фонд и заработная плата обслуживающего персонала, так как эти показатели в сравниваемых вариантах приняты одинаковыми.
Расчетные данные по капиталовложениям и энергетическим затратам сопоставляемых вариантов технологии приведены в таблицах 24-27. Годовая экономия эксплуатационных затрат оценивается нами следующим образом: [ (9,87 - 3,15) 100 + (15 - 8) 0,63 246,63 - 8 500 139,84/4000] :8760 10-3 + (46714 -26812) 0,21 = 17932 тыс.руб/год, где 9,87 и 3,15 - энергозатраты в альтернативном и разработанном варианте технологии, соответствнно; 500 и 4000 - калорийность реакционного и коксового газа, соответственно; 246,63 и 139,84 - цена пара,Гкал, и 1000 м3 очищенного коксового газа, соответственно; 0,69 и 0,21 — переводные коэффициенты.
Разработанная технология уничтожения аммиака из пароаммиачных смесей очистки коксового газа является экономически высокоэффективной. По сравнению с промышленной технологией каталитического разрушения аммиака расчетная экономия капиталовложений составляет около 20 млн. рублей в цехе мощностью 100 тыс. нм /час коксового газа и ценах на оборудование, а также строительно-монтажные работы 2003 года. Технология уничтожения аммиака требует значительно меньших эксплуатационных затрат. Разница в затратах альтернативного и разработанного вариантов оценивается на уровне 18 млн. рублей в год для условий цеха улавливания ОАО «Кокс».
