CN106744746B - 一种环保高效的硝酸生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硝酸制造技术领域，本发明公开了一种可提高生产效率并能改善环保性能的硝酸生产方法；具体技术方案为：一种环保高效的硝酸生产方法，首先将氧化炉生产的一氧化氮气体先经过氧化塔氧化成二氧化氮气体后，再将二氧化氮气体在快冷器中同反应生成水蒸气一并冷却到30‑40℃，生成冷凝硝酸，这部分冷却产生的硝酸量占总产能的三分之一，通过本发明工艺，充分发挥快冷器的作用，硝酸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，有效地改善了整个系统的环保效果。
Description
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184mg/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205mg/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225mg/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225mg/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240mg/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256mg/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256mg/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。
Claims (6)
1.一种环保高效的硝酸生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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；
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。
2.根据权利要求1中所述的一种环保高效的硝酸生产方法，其特征在于，在步骤a）中，一氧化氮在所述二次混合气体内的体积占比为9%-13%。
3.根据权利要求1中所述的一种环保高效的硝酸生产方法，其特征在于，在步骤a）中，一氧化氮在所述二次混合气体内的含量为170-270mg/立方米。
4.根据权利要求2中所述的一种环保高效的硝酸生产方法，其特征在于，在步骤b）中，所述废热锅炉的热量回收率为60%-80%。
5.根据权利要求3中所述的一种环保高效的硝酸生产方法，其特征在于，在步骤b）中，通入所述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。
6.根据权利要求4中所述的一种环保高效的硝酸生产方法，其特征在于，在步骤d）中，所述吸收塔的反应温度控制在30-50 ℃，反应的工作压力控制在0.2-0.4 Mpa，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。
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