CN105314611A - 一种双加压法稀硝酸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双加压法稀硝酸装置，使装置在高温季节增加产量，同时提高热能回收效率。氨蒸发器气氨出口与第二氨过热器冷流体入口连通；第二氨过热器冷流体出口与第一氨过热器冷流体入口连通；氨蒸发器气氨出口与第一氨过热器冷流体入口连通；氨过滤器气氨入口与第一氨过热器冷流体出口连通；尾气膨胀机尾气出口与第二氨过热器热流体入口连通；空气过滤器、鼓风脱湿装置、轴流压缩机依次连接；空气过滤器气体出口与鼓风机气体入口连通；鼓风机气体出口与换热器热流体入口连通；换热器热流体出口与除雾器入口连通；除雾器出口与轴流压缩机入口连通；换热器的冷流体出口、冷水泵、制冷机组、换热器的冷流体入口依次连通。

Description

一种双加压法稀硝酸装置

技术领域

本发明涉及一种双加压法稀硝酸装置。

背景技术

双加压法硝酸装置采用双加压法生产硝酸，如申请号为201420293262.7、名称为双加压法硝酸生产装置的中国专利。

目前的双加压法硝酸装置存在如下缺点：

1、在高温季节时产量达不到设计平均值，其主要原因是受“四合一机组”中的空气轴流压缩机打气量偏少的影响，从而制约了生产装置的硝酸成品产量。

2、双加压稀硝装置中尾气透平机由于设计原因，其出口NOx尾气的温度一般都比设计值105℃偏高，有些装置则高达170℃以上，该高温尾气原直接送往Ф1.2×62米尾气烟囱进行高空排放，尾气的低温热能未能充分回收利用。尾气温度偏高的主要原因是1、由于装置中的废热锅炉出口气体温度高480℃，造成尾透进口NOx尾气温度偏高370-380℃；2、同时尾气透平机的实际热回收效率也与设计值存在一定的差距，故造成出口尾气温度高现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的双加压法稀硝酸装置，使装置在高温季节增加产量，同时提高热能回收效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种双加压法稀硝酸装置，包括氨蒸发器、氨过滤器、混合器、氨氧化炉、废热锅炉、高温气换热器、低压反应水冷器、氧化氮分离器、氧化氮压缩机、第一尾气预热器、高压反应水冷器、吸收塔、漂白塔、尾气分离器、冷却器、第二尾气预热器、氨还原反应器、尾气膨胀机、氨过热器装置、空气过滤器和轴流压缩机；

氨蒸发器、氨过滤器、混合器、氨氧化炉、废热锅炉、高温气换热器、低压反应水冷器、氧化氮分离器、氧化氮压缩机、第一尾气预热器、高压反应水冷器、吸收塔、漂白塔依次连接；空气过滤器、轴流压缩机、混合器依次连接；吸收塔、尾气分离器、冷却器、第二尾气预热器、氨还原反应器、尾气膨胀机、氨过热器装置依次连接；漂白塔还与氧化氮压缩机和轴流压缩机连接；吸收塔还与氧化氮分离器连接；

其特征在于：

所述的氨过热器装置包括第一氨过热器和第二氨过热器；氨蒸发器的气氨出口与第二氨过热器的冷流体入口连通；第二氨过热器的冷流体出口与第一氨过热器的冷流体入口连通；氨蒸发器的气氨出口与第一氨过热器的冷流体入口连通；氨过滤器的气氨入口与第一氨过热器的冷流体出口连通；尾气膨胀机的尾气出口与第二氨过热器的热流体入口连通；

还包括鼓风脱湿装置，鼓风脱湿装置包括鼓风机、换热器、除雾器、冷水泵和制冷机组；鼓风脱湿装置设置在空气过滤器和轴流压缩机之间，空气过滤器、鼓风脱湿装置、轴流压缩机依次连接；空气过滤器的气体出口与鼓风机的气体入口连通；鼓风机的气体出口与换热器的热流体入口连通；换热器的热流体出口与除雾器的入口连通；除雾器的出口与轴流压缩机的入口连通；换热器的冷流体出口、冷水泵、制冷机组、换热器的冷流体入口依次连通。

本发明所述的氨过热器装置还包括第一进气氨管路、第二进气氨管路、第三进气氨管路、去氨过滤器管路、烟囱管路、NOx尾气管路；第一进气氨管路一端与氨蒸发器的气氨出口连通，另一端与第二氨过热器的冷流体入口连通；第二进气氨管路一端与第二氨过热器的冷流体出口连通，另一端与第一氨过热器的冷流体入口连通；第三进气氨管路一端与氨蒸发器的气氨出口连通，另一端与第一氨过热器的冷流体入口连通；去氨过滤器管路一端与氨过滤器的气氨入口连通，另一端与第一氨过热器的冷流体出口连通；NOx尾气管路一端与尾气膨胀机的尾气出口连通，另一端与第二氨过热器的热流体入口连通；烟囱管路与第二氨过热器的热流体出口。

本发明所述的氨过热器装置还包括尾气旁路；尾气旁路一端与NOx尾气管路连通，另一端与烟囱管路连通。

本发明在所述的第一进气氨管路、第二进气氨管路、第三进气氨管路、去氨过滤器管路、烟囱管路、尾气旁路、NOx尾气管路上均安装有阀门。

本发明所述的鼓风脱湿装置还包括膨胀水箱；膨胀水箱与换热器的补水口连接。

本发明所述的鼓风脱湿装置还包括排水器和排水箱，换热器的排水口、排水器、排水箱依次连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

一、采用鼓风脱湿装置后，使双加压法稀硝酸装置产量在夏季高温季节时也达到产量设计值水平，同时使生产装置的氨耗、蒸汽耗降低，进一步的节能降耗。冷冻脱湿装置长期使空气轴流压缩机进口空气的温度保持在7-9.5℃，压缩机的进气量有了明显的提升约10%，出口压力相应由0.27MPa提高到0.32MPa以上；脱除空气中的水份约1t/h，使装置的低压反应水冷器处冷凝酸的平均浓度提高了约1%。最主要以下良好效果：1、装置的3.9MPa，420℃高压蒸汽用汽量相应会有所减少0.6-1.2t/h，平均约1t/h。2、在夏季时轴流压缩机入口最大风量为860Nm3/min，最低还可能降至800Nm3/min左右；而在春秋季节，轴流压缩机入口最大风量可达980Nm3/min左右，最少相差116Nm3/h。脱湿装置在投用后，轴流压缩机入口空气温度降至10℃，产量可达到春秋季节的水平，60%硝酸年产量将增加10%，即6000吨以上。

二、氨过热器装置采用双过热器结构，利用原直接烟囱排放的尾气低温热能，节省了装置0.6MPa、160℃低压蒸汽用量约0.7t/h，提高了整个生产装置的热能综合回收利用率。在改造后100kt/a双加压硝酸装置，能节省0.6MPa，160℃低压蒸汽消耗平均值0.7t/h（即热量999190kJ/h）。

目前国内双加压稀硝装置中的尾气透平机出口NOx尾气温度较设计值105℃都偏高，一般在≥140℃，改造前达到170℃左右，100kt/a装置的尾气气量约55000Nm3/h，其是直接送往62米高的烟囱直接高空排放，由此造成大量热能浪费现象。为提高整个生产装置的热能回收利用率，利用热交换来进一步回收利用这部分尾气的低温热量。同时装置中的氨过热器需要热量给气氨加热，使用的是0.6MPa，160℃低压蒸汽，将热源介质改为NOx尾气来加热气氨，相应就节约这部分蒸汽用量，从而达到节能降耗的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例氨过热器装置的结构示意图。

图3为本发明实施例鼓风脱湿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1～图3，本发明包括氨蒸发器1、氨过滤器2、混合器3、氨氧化炉4、废热锅炉5、高温气换热器6、低压反应水冷器7、氧化氮分离器8、氧化氮压缩机9、第一尾气预热器10、高压反应水冷器11、吸收塔12、漂白塔13、尾气分离器14、冷却器15、第二尾气预热器16、氨还原反应器17、尾气膨胀机18、氨过热器装置19、空气过滤器20、鼓风脱湿装置21、轴流压缩机22。

氨蒸发器1、氨过滤器2、混合器3、氨氧化炉4、废热锅炉5、高温气换热器6、低压反应水冷器7、氧化氮分离器8、氧化氮压缩机9、第一尾气预热器10、高压反应水冷器11、吸收塔12、漂白塔13依次连接。

空气过滤器20、鼓风脱湿装置21、轴流压缩机22、混合器3依次连接。

吸收塔12、尾气分离器14、冷却器15、第二尾气预热器16、氨还原反应器17、尾气膨胀机18、氨过热器装置19依次连接。

漂白塔13还与氧化氮压缩机9和轴流压缩机22连接。

吸收塔12还与氧化氮分离器8连接。

氨过热器装置19包括第一氨过热器23、第二氨过热器24、第一进气氨管路25、第二进气氨管路26、第三进气氨管路27、去氨过滤器管路28、烟囱管路29、尾气旁路30、NOx尾气管路31。

第一进气氨管路25一端与氨蒸发器1的气氨出口连通，另一端与第二氨过热器24的冷流体入口连通，这样氨蒸发器1的气氨出口与第二氨过热器24的冷流体入口连通。第一进气氨管路25将来自氨蒸发器的气氨送入第二氨过热器24，第二氨过热器24过热该气氨。

第二进气氨管路26一端与第二氨过热器24的冷流体出口连通，另一端与第一氨过热器23的冷流体入口连通，这样第二氨过热器24的冷流体出口与第一氨过热器23的冷流体入口连通。第二进气氨管路26将第二氨过热器24过热后的气氨送入第一氨过热器23，第一氨过热器23再过热该气氨。

第三进气氨管路27一端与氨蒸发器1的气氨出口连通，另一端与第一氨过热器23的冷流体入口连通，这样氨蒸发器1的气氨出口与第一氨过热器23的冷流体入口连通。必要时，第三进气氨管路27可将来自氨蒸发器1的气氨直接送入第一氨过热器23过热，不需经过第二氨过热器24处理。

去氨过滤器管路28一端与氨过滤器2的气氨入口连通，另一端与第一氨过热器23的冷流体出口连通，这样氨过滤器2的气氨入口与第一氨过热器23的冷流体出口连通。去氨过滤器管路28将第一氨过热器23过热后的气氨送入氨过滤器。

NOx尾气管路31一端与尾气膨胀机18的尾气出口连通，另一端与第二氨过热器24的热流体入口连通，这样尾气膨胀机18的尾气出口与第二氨过热器24的热流体入口连通。NOx尾气管路31将来自尾气膨胀机18的NOx尾气送入第二氨过热器24作为热流体为气氨提供热量。

烟囱管路29与第二氨过热器24的热流体出口连通。烟囱管路29将第二氨过热器24利用后的NOx尾气送入稀硝烟囱。

尾气旁路30一端与NOx尾气管路31连通，另一端与烟囱管路29连通。尾气旁路30作用是将NOx尾气管路31和烟囱管路29中的污物引出后去排污。

第一氨过热器23采用管网的低压蒸汽作为热流体为气氨提供热量，而第二氨过热器24采用NOx尾气作为热流体为气氨提供热量。

在第一进气氨管路25、第二进气氨管路26、第三进气氨管路27、去氨过滤器管路28、烟囱管路29、尾气旁路30、NOx尾气管路31上均安装有阀门，用于控制管路的开闭。

鼓风脱湿装置21包括鼓风机32、换热器33、除雾器34、排水器35、膨胀水箱36、排水箱37、冷水泵38、制冷机组39。

空气过滤器20的气体出口与鼓风机32的气体入口连通。在鼓风机32的作用下，原料空气流速增加。

鼓风机32的气体出口与换热器33的热流体入口连通。原料空气在换热器33中与冷冻水换热，原料空气降温。

换热器33的热流体出口与除雾器34的入口连通。除雾器34对原料空气进行除湿处理。

除雾器34的出口与轴流压缩机22的入口连通。

换热器33的冷流体出口、冷水泵38、制冷机组39、换热器33的冷流体入口依次连通。冷水泵38将换热器33换热后的冷冻水送入制冷机组39，制冷机组39对冷冻水制冷后再次送入换热器33作为冷流体参与换热。

膨胀水箱36与换热器33的补水口连接，用于补充冷冻水。

换热器33的排水口、排水器35、排水箱37依次连接，排水器35将换热器33的冷凝水排入排水箱37，排水箱37将冷凝水送入冷凝水回收池。

氨过热器和换热器中，热流体为冷流体提供热量，热流体温度降低，冷流体温度升高，该概念为本领域的公知常识。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。

Claims (6)

1.一种双加压法稀硝酸装置，包括氨蒸发器、氨过滤器、混合器、氨氧化炉、废热锅炉、高温气换热器、低压反应水冷器、氧化氮分离器、氧化氮压缩机、第一尾气预热器、高压反应水冷器、吸收塔、漂白塔、尾气分离器、冷却器、第二尾气预热器、氨还原反应器、尾气膨胀机、氨过热器装置、空气过滤器和轴流压缩机；

氨蒸发器、氨过滤器、混合器、氨氧化炉、废热锅炉、高温气换热器、低压反应水冷器、氧化氮分离器、氧化氮压缩机、第一尾气预热器、高压反应水冷器、吸收塔、漂白塔依次连接；空气过滤器、轴流压缩机、混合器依次连接；吸收塔、尾气分离器、冷却器、第二尾气预热器、氨还原反应器、尾气膨胀机、氨过热器装置依次连接；漂白塔还与氧化氮压缩机和轴流压缩机连接；吸收塔还与氧化氮分离器连接；

其特征在于：

所述的氨过热器装置包括第一氨过热器和第二氨过热器；氨蒸发器的气氨出口与第二氨过热器的冷流体入口连通；第二氨过热器的冷流体出口与第一氨过热器的冷流体入口连通；氨蒸发器的气氨出口与第一氨过热器的冷流体入口连通；氨过滤器的气氨入口与第一氨过热器的冷流体出口连通；尾气膨胀机的尾气出口与第二氨过热器的热流体入口连通；

还包括鼓风脱湿装置，鼓风脱湿装置包括鼓风机、换热器、除雾器、冷水泵和制冷机组；鼓风脱湿装置设置在空气过滤器和轴流压缩机之间，空气过滤器、鼓风脱湿装置、轴流压缩机依次连接；空气过滤器的气体出口与鼓风机的气体入口连通；鼓风机的气体出口与换热器的热流体入口连通；换热器的热流体出口与除雾器的入口连通；除雾器的出口与轴流压缩机的入口连通；换热器的冷流体出口、冷水泵、制冷机组、换热器的冷流体入口依次连通。

2.根据权利要求1所述的双加压法稀硝酸装置，其特征在于：所述的氨过热器装置还包括第一进气氨管路、第二进气氨管路、第三进气氨管路、去氨过滤器管路、烟囱管路、NOx尾气管路；第一进气氨管路一端与氨蒸发器的气氨出口连通，另一端与第二氨过热器的冷流体入口连通；第二进气氨管路一端与第二氨过热器的冷流体出口连通，另一端与第一氨过热器的冷流体入口连通；第三进气氨管路一端与氨蒸发器的气氨出口连通，另一端与第一氨过热器的冷流体入口连通；去氨过滤器管路一端与氨过滤器的气氨入口连通，另一端与第一氨过热器的冷流体出口连通；NOx尾气管路一端与尾气膨胀机的尾气出口连通，另一端与第二氨过热器的热流体入口连通；烟囱管路与第二氨过热器的热流体出口。

3.根据权利要求2所述的双加压法稀硝酸装置，其特征在于：所述的氨过热器装置还包括尾气旁路；尾气旁路一端与NOx尾气管路连通，另一端与烟囱管路连通。

4.根据权利要求3所述的双加压法稀硝酸装置，其特征在于：在所述的第一进气氨管路、第二进气氨管路、第三进气氨管路、去氨过滤器管路、烟囱管路、尾气旁路、NOx尾气管路上均安装有阀门。

5.根据权利要求1所述的双加压法稀硝酸装置，其特征在于：所述的鼓风脱湿装置还包括膨胀水箱；膨胀水箱与换热器的补水口连接。

6.根据权利要求1所述的双加压法稀硝酸装置，其特征在于：所述的鼓风脱湿装置还包括排水器和排水箱，换热器的排水口、排水器、排水箱依次连接。