一种环保高效的硝酸生产方法
技术领域
本发明属于硝酸制造技术领域,具体涉及一种可提高生产效率并能改善环保性能的硝酸生产方法。
背景技术
硝酸是一种重要的工业原料,也是制造硝基肥料不可缺少的重要原材料。目前,现有的硝酸生产方法是将氨气经过氧化炉氧化,氧化后的混合气体先进入快冷器冷却,再将冷却后的混合气体通入氧化塔进行氧化,经过氧化后混合气中的一氧化氮被氧化成二氧化氮,进一步将氧化后的混合气体通入吸收塔吸收,分离出硝酸产品。该工艺方法的主要缺点是吸收塔负荷较大,消耗的能源较多。
发明内容
为解决现有技术存在的硝酸生产效率低、能耗大和尾气中氮氧化物较高的技术问题,本发明提供了一种全新的硝酸生产方法,生产效率高,尾气中的氮氧化物含量少,绿色环保。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:8-1:15,氧化炉内的温度控制在800-900℃,氧化炉内的工作压力控制在0.2-0.4Mpa,氧化炉内的反应时间为0.3-0.6s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在100-180 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.2-0.4Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为9%-13%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为170-270mg/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在30-40℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到35%-50%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到180-220℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.0:1-1.5:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为9%-13%。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为170-270mg/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为60%-80%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在100-150 ℃,二次混合气体的气压控制在0.2-0.4 Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在30-50 ℃,反应的工作压力控制在0.2-0.4Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为45%-60%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为400-600ppm。
本发明选用不带中冷器的压缩机减少循环水200立方米/h,使出口气体温度上升到250℃左右,用压缩机出口气体预热氧化炉,使氧化炉压力温度在较多的时间、温度和压力达到氧化炉点火要求,取消用蒸汽预热锅炉的传统工艺,用250℃左右的二次空气加热气氨,温度达到工艺要求,改变了用蒸汽加热气氨,温度达到工艺要求,改变了用蒸汽加热氮的传统工艺,使得整个硝酸生产的过程无需蒸汽,从而改变了有史以来没有蒸汽硝酸不能开车的历史。
本发明的方法与其他工艺路线相比,充分发挥快冷器作用,降低吸收塔的负荷,大幅度提高了快冷器中分离器出的硝酸量,占到总产能的三分之一,吸收塔的负荷降低了30%,显著降低了尾气中氮氧化物排放浓度,排放尾气达标,有效地改善了整个系统的环保效果。
采用本发明的方法充分发挥快冷器作用,大幅度提高了快冷器中分理处的硝酸量,降低了吸收塔负荷,同时,尾气中的氮氧化物含量也显著降低。本发明改变了传统的工艺流程,采用先氧化后冷却的制酸工艺,使得快冷器的酸浓度超过42%,一氧化氮的氧化度达100%,同时减少了吸收塔的负荷,提高了吸收率,降低了尾气的排放和生产成本,满足环保的排放要求。
附图说明
图1为本发明的工艺原理图。
图2为本发明的硝酸生产效率对比图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一:
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:8,氧化炉内的温度控制在800℃,氧化炉内的工作压力控制在0.2Mpa,氧化炉内的反应时间为0.3s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在100 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.2Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为9%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为170mg/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在30℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到35%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到180℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.0:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为9%。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为60%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在100 ℃,二次混合气体的气压控制在0.2Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在30℃,反应的工作压力控制在0.2Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为45%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为400ppm。
本发明的方法与其他工艺路线相比,充分发挥快冷器作用,降低吸收塔的负荷,大幅度提高了快冷器中分离器出的硝酸量,占到总产能的三分之一,吸收塔的负荷降低了30%,排放尾气达标。
实施例二
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:15,氧化炉内的温度控制在900℃,氧化炉内的工作压力控制在0.4Mpa,氧化炉内的反应时间为0.6s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在180 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.4Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为13%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为270mg/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在40℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到50%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到220℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.5:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为13%。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为80%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在150 ℃,二次混合气体的气压控制在0.4 Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在50 ℃,反应的工作压力控制在0.4 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为60%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为600ppm。
实施例三
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:10,氧化炉内的温度控制在850℃,氧化炉内的工作压力控制在0.3Mpa,氧化炉内的反应时间为0.5s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在150 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.3Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为12%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为200mg/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在35℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到40%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到200℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.2:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为200mg/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为70%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在120℃,二次混合气体的气压控制在0.3Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在40 ℃,反应的工作压力控制在0.3 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为55%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为500ppm。
本发明的方法与其他工艺路线相比,充分发挥快冷器作用,降低吸收塔的负荷,大幅度提高了快冷器中分离器出的硝酸量,占到总产能的三分之一,吸收塔的负荷降低了30%,排放尾气达标。
实施例四
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:10.5,氧化炉内的温度控制在830℃,氧化炉内的工作压力控制在0.28Mpa,氧化炉内的反应时间为0.41s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在130 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.3Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为12%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为250mg/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在35℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到42%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到200℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.2:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为230mg/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为71%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在130 ℃,二次混合气体的气压控制在0.28Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在35 ℃,反应的工作压力控制在0.26 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为52%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为480ppm。
实施例五
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:14,氧化炉内的温度控制在830℃,氧化炉内的工作压力控制在0.25Mpa,氧化炉内的反应时间为0.5s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在160 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.24Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为12%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为220mg/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在38℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到44%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到190℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.4:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为11%。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为210mg/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为74%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在132 ℃,二次混合气体的气压控制在0.29 Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在42℃,反应的工作压力控制在0.29 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为53%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为520ppm。
实施例六:
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:10,氧化炉内的温度控制在800℃,氧化炉内的工作压力控制在0.2Mpa,氧化炉内的反应时间为0.3s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在100 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.2Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为9%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为184g/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在30℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到35%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到180℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.0:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为9%。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为75%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在100 ℃,二次混合气体的气压控制在0.2Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在30℃,反应的工作压力控制在0.2Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为45%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为400ppm。
本发明的方法与其他工艺路线相比,充分发挥快冷器作用,降低吸收塔的负荷,大幅度提高了快冷器中分离器出的硝酸量,占到总产能的三分之一,吸收塔的负荷降低了30%,排放尾气达标。
实施例七
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:9,氧化炉内的温度控制在840℃,氧化炉内的工作压力控制在0.3Mpa,氧化炉内的反应时间为0.38s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在105℃,氧化塔内的反应压力控制在0.3Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为10%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为205g/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在40℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到43%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到220℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留氮氧化物的配比为1.1:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为10%。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为74%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在105 ℃,二次混合气体的气压控制在0.3 Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在40 ℃,反应的工作压力控制在0.3Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为48%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为500ppm。
实施例八
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:8,氧化炉内的温度控制在870℃,氧化炉内的工作压力控制在0.33Mpa,氧化炉内的反应时间为0.37s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在110 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.33Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为11%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为225g/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在35℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到43%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到210℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.2:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为225g/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为70%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在120℃,二次混合气体的气压控制在0.33Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在40 ℃,反应的工作压力控制在0.3 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为55%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为600ppm。
本发明的方法与其他工艺路线相比,充分发挥快冷器作用,降低吸收塔的负荷,大幅度提高了快冷器中分离器出的硝酸量,占到总产能的三分之一,吸收塔的负荷降低了30%,排放尾气达标。
实施例九
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:9.5,氧化炉内的温度控制在870℃,氧化炉内的工作压力控制在0.35Mpa,氧化炉内的反应时间为0.36s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在130 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.35Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为12%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为240g/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在35℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到43%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到220℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.2:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为240mg/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为75%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在130 ℃,二次混合气体的气压控制在0.35Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在35 ℃,反应的工作压力控制在0.35 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为52%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为480ppm。
实施例十
如图1和图2所示,一种环保高效的硝酸生产方法,包括以下步骤:
步骤a)、将氨气和空气的一次混合气体通入到氧化炉内,氨气与空气的配比为1:10,氧化炉内的温度控制在830℃,氧化炉内的工作压力控制在0.36Mpa,氧化炉内的反应时间为0.35s,混合气体在氧化炉内氧化生成含有一氧化氮的二次混合气体。
步骤b)、利用废热锅炉对二次混合气体进行热量回收,冷的二次混合气体通入氧化塔内进行氧化,氧化塔内的反应温度控制在135 ℃,氧化塔内的反应压力控制在0.36Mpa,二次混合气体内的一氧化氮气体在氧化塔内生成二氧化氮气体,二氧化氮在反应后的三次混合气体中体积占比为12.5%,二氧化氮在反应后的三次混合气体中的含量为256g/立方米。在本步骤中,将一氧化氮的氧化过程提到快冷器之前,通过流程的改造大幅度提高生产效率,同时降低了尾气中的氮氧化物含量。
步骤c)、经过氧化塔后的三次混合气体通入到快冷器中进行冷凝,水蒸气被冷凝的同时吸收二氧化氮,将快冷器内部的温度控制在38℃,在快冷器的底部生成冷凝硝酸,冷凝硝酸的浓度达到44%,在快冷器的上部形成四次混合气体。
步骤d)、将步骤c)中未冷凝的四次混合气体通入到吸收塔中,四次混合气体中的二氧化氮气体与水反应生成稀硝酸溶液。
步骤f)、将步骤d)中反应后的尾气通入尾气预热器,经过预热后的尾气温度提高到230℃,升温后的尾气进入尾气反应器,向尾气反应器内通入氨蒸气,氨蒸气与尾气中残留的氮氧化物的配比为1.2:1,在催化剂的作用下,将残留的氮氧化物还原成氮气,剩余的气体再经尾气透平机回收能量后送入排气筒排空。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的体积占比为12.5%。
其中,在步骤a)中,一氧化氮在二次混合气体内的含量为256g/立方米。
在步骤b)中,废热锅炉的热量回收率为74%。
在步骤b)中,通入氧化塔内的二次混合气体的温度控制在132 ℃,二次混合气体的气压控制在0.36 Mpa。
在步骤d)中,吸收塔的反应温度控制在42℃,反应的工作压力控制在0.36 Mpa,生成稀硝酸硝酸浓度为53%,在吸收塔的尾气中,氮氧化物浓度为520ppm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包在本发明范围内。