CN109126182A - 硝酸挥发气体回收设备和回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硝酸挥发气体回收设备和回收方法，尤其是一种涉及化工硝酸生产及应用领域的硝酸挥发气体回收设备和回收方法，本申请的硝酸挥发气体回收设备，包括冷凝器、抽风机、浓硝酸收集器和尾气处理系统，冷凝器上设置有硝酸挥发物输入口，冷凝介质入口，冷凝介质出口，所述抽风机的入口与冷凝器相连，包括以下几个步骤：硝酸挥发气体回收方法，包括以下几个步骤：A、将硝酸挥发物通入冷凝器中；B、硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸；C、将冷凝后的浓硝酸送入浓硝酸收集器；D、将尾气送入尾气处理系统处理。本发明的硝酸挥发气体回收设备和回收方法可以对硝酸挥发气体进行高效回收，显著减轻尾气处理系统负荷，节约资源，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种硝酸挥发气体回收设备和回收方法，尤其是一种涉及化工硝酸生产及应用领域的硝酸挥发气体回收设备和回收方法。
背景技术
硝化棉是精制棉与硝酸化学反应的产物，该反应化学上称为酯化反应。硝化棉生产过程其混酸配制、酯化反应、驱酸置换机废酸分离和提浓生产过程均会产生大量的硝酸挥发物。
现有技术中，各个工序生产过程产生的硝酸挥发物通过抽风机集中收集送往填料吸收塔用水吸收为浓度约40％的稀硝酸产品，每天的稀硝酸数量约15000L，由于稀硝酸浓度较低，生产上不能直接回用，低价外卖困难，影响尾气处理系统的正常运行。目前稀硝酸提供技术一般采用脱水和蒸馏浓缩技术，生产线投入较大，实施较困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以对硝酸挥发气体进行高效回收，显著减轻尾气处理系统负荷，节约资源，降低生产成本的硝酸挥发气体回收设备。
本发明解决其技术问题所采用的硝酸挥发气体回收设备，包括冷凝器、抽风机、浓硝酸收集器和尾气处理系统，所述冷凝器上设置有硝酸挥发物输入口，冷凝介质入口，冷凝介质出口，所述浓硝酸收集器的入口与冷凝器相连，所述抽风机的入口与冷凝器相连，抽风机的出口与尾气处理系统相连。
硝化棉生产过程中所产生的硝酸挥发气体通过硝酸挥发物输入口进入冷凝器中，同时冷凝介质从冷凝介质入口通入冷凝器中。在冷凝器中硝酸挥发气体与冷凝介质进行换热，硝酸挥发气体放热。
进一步的是，还包括稀硝酸槽，所述尾气处理系统的出口与稀硝酸槽相连。
进一步的是，所述冷凝器为卷板换热器。
进一步的是，所述冷凝介质入口位于冷凝器下部，所述冷凝介质出口位于冷凝器上部，所述硝酸挥发物输入口位于冷凝器上部，所述硝酸回收装置与冷凝器的下部连通。
进一步的是，所述在抽风机和尾气处理系统之间还设置有填料塔。
进一步的是，所述浓硝酸收集器为浓硝酸槽。
进一步的是，还包括稀硝酸槽，所述尾气处理系统的出口与稀硝酸槽相连。
进一步的是，所述冷凝器为卷板换热器。
进一步的是，所述冷凝介质入口位于冷凝器下部，所述冷凝介质出口位于冷凝器上部，所述硝酸挥发物输入口位于冷凝器上部，所述硝酸回收装置与冷凝器的下部连通。
进一步的是，所述在抽风机和尾气处理系统之间还设置有填料塔。
进一步的是，冷凝器气体出口温度≤10℃。
进一步的是，所述冷凝器为玻璃冷凝器。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种可以对硝酸挥发气体进行高效回收，显著减轻尾气处理系统负荷，节约资源，降低生产成本的硝酸挥发气体回收方法。
本发明解决其技术问题所采用的硝酸挥发气体回收方法，包括以下几个步骤：
A、将硝酸挥发物通入冷凝器中；
B、在冷凝器中对硝酸挥发物进行降温，使硝酸挥发物中的硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸；
C、将冷凝后的浓硝酸送入浓硝酸收集器；
D、将冷凝处理后剩余的气体送入尾气处理系统进行尾气处理。
进一步的是，在B步骤中采用的冷凝介质为冷冻盐。
进一步的是，冷凝器气体出口温度≤10℃。
本发明的有益效果是：由于硝化棉生产过程中所产生的硝酸挥发气体通过硝酸挥发物输入口进入冷凝器中，同时冷凝介质从冷凝介质入口通入冷凝器中。在冷凝器中硝酸挥发气体与冷凝介质进行换热，硝酸挥发气体放热后温度降低，由于不同浓度的硝酸水溶液在不同温度下的蒸汽分压差异较大，硝酸挥发物进行降温至一定温度，使硝酸挥发物中的硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸。冷凝后的浓硝酸，从硝酸收集器的入口，进入硝酸收集器，然后可以直接进入生产系统参与生产。硝酸挥发物经换热器冷凝回收硝酸蒸汽后送入尾气处理系统，稀硝酸数量大大减小，同时降低了尾气处理系统的负荷，因此本申请的技术方案是硝酸挥发物冷凝的流程简洁有效，冷凝后的浓硝酸≥90％，可直接回用于生产系统，降低了外购浓硝酸的投入量，降低了公司的综合变动成本。解决了之前尾气处理系统稀硝酸胀库的难题，降低了尾气处理的负荷。采用冷凝回收的方式，冷凝介质进、出口温度差异不明显达到了制冷量消耗小、电耗低的效果。
附图说明
图1是本申请的结构示意图。
图中标记为：冷凝器1、抽风机2、浓硝酸收集器3、尾气处理系统4、冷凝介质入口5、冷凝介质出口6、稀硝酸槽7。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示的硝酸挥发气体回收设备，包括冷凝器1、抽风机2、浓硝酸收集器3和尾气处理系统4，所述冷凝器1上设置有硝酸挥发物输入口，冷凝介质入口5，冷凝介质出口6，所述浓硝酸收集器3的入口与冷凝器1相连，所述抽风机2的入口与冷凝器1相连，抽风机2的出口与尾气处理系统4相连。硝化棉生产过程中所产生的硝酸挥发气体通过硝酸挥发物输入口进入冷凝器1中，同时冷凝介质从冷凝介质入口5通入冷凝器1中。在冷凝器1中硝酸挥发气体与冷凝介质进行换热，硝酸挥发气体放热后温度降低，由于不同浓度的硝酸水溶液在不同温度下的蒸汽分压差异较大，硝酸挥发物进行降温至一定温度，使硝酸挥发物中的硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸。冷凝后的浓硝酸，从硝酸收集器的入口，进入硝酸收集器，然后可以直接进入生产系统参与生产。硝酸挥发物经换热器冷凝回收硝酸蒸汽后送入尾气处理系统4，稀硝酸数量大大减小，同时降低了尾气处理系统4的负荷。
本申请的技术方案是硝酸挥发物冷凝的流程简洁有效，冷凝后的浓硝酸≥90％，可直接回用于生产系统，降低了外购浓硝酸的投入量，降低了公司的综合变动成本。解决了之前尾气处理系统4稀硝酸胀库的难题，降低了尾气处理的负荷。采用冷凝回收的方式，冷凝介质进、出口温度差异不明显。
本申请的装置还包括稀硝酸槽7，尾气处理系统4的出口与稀硝酸槽7相连，这样少量的稀硝酸经过尾气处理后进入稀硝酸槽7中便于排放。
本申请的冷凝器1为卷板换热器。采用卷板换热器，换热速度快，换热效果好，可以使浓硝酸迅速，充分冷凝，从而提高浓硝酸的回收率。卷板换热器并且换热器换热面积大，占地小，可以确保硝酸挥发物中的硝酸蒸汽被充分冷凝。
本申请的冷凝介质入口5位于冷凝器1下部，所述冷凝介质出口6位于冷凝器1上部，所述硝酸挥发物输入口位于冷凝器1上部，所述硝酸回收装置与冷凝器1的下部连通。这样冷凝介质自下而上流经冷凝器1，硝酸挥发物与冷凝介质换热后冷凝向下流入硝酸回收装置中，这样硝酸挥发物可以与冷凝介质充分接触，使换热过程更加快速充分。
本申请在在抽风机2和尾气处理系统4之间还设置有填料塔，利用填料塔充分吸收冷凝处理后剩余的气体，使装置对尾气的处理效果进一步提高。
本申请的浓硝酸收集器3为浓硝酸槽。浓硝酸冷凝后可以在重力作用下自然流入浓硝酸槽中，并可以方便的进入生产系统。
本申请的冷凝器1为玻璃冷凝器1。浓硝酸对不锈钢304及316L腐蚀性较强，采用玻璃冷凝器1用于硝酸挥发物的冷凝工艺可以降低成本并保证换热效果。
本申请的硝酸挥发气体回收方法，包括以下几个步骤：
A、将硝酸挥发物通入冷凝器1中；
B、在冷凝器1中对硝酸挥发物进行降温，使硝酸挥发物中的硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸；
C、将冷凝后的浓硝酸送入浓硝酸收集器3；
D、将冷凝处理后剩余的气体送入尾气处理系统4进行尾气处理。
由于不同浓度的硝酸水溶液在不同温度下的蒸汽分压差异较大，硝酸挥发物进行降温至一定温度，使硝酸挥发物中的硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸。冷凝后的浓硝酸，从硝酸收集器的入口，进入硝酸收集器，然后可以直接进入生产系统参与生产。硝酸挥发物经换热器冷凝回收硝酸蒸汽后送入尾气处理系统4，稀硝酸数量大大减小，同时降低了尾气处理系统4的负荷。
本申请的回收方法使硝酸挥发物冷凝的流程简洁有效，冷凝后的浓硝酸≥90％，可直接回用于生产系统，降低了外购浓硝酸的投入量，降低了公司的综合变动成本。解决了之前尾气处理系统4稀硝酸胀库的难题，降低了尾气处理的负荷。采用冷凝回收的方式，冷凝介质进、出口温度差异不明显。
在B步骤中采用的冷凝介质为冷冻盐。采用冷冻盐作为冷凝回收工艺，盐水进、出口温度差异不明显，制冷量消耗小、电耗低。
冷凝器1气体出口温度≤10℃。为确保硝酸挥发物的冷凝浓度≥90％，冷凝器1气体出口温度≤10℃；同时为确保硝酸挥发物的具有较好的冷凝速度即单位时间内有较多冷凝回收硝酸数量，控制冷凝器1气体出口温度≤5℃为宜。
Claims (10)
1.硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：包括冷凝器(1)、抽风机(2)、浓硝酸收集器(3)和尾气处理系统(4)，所述冷凝器(1)上设置有硝酸挥发物输入口，冷凝介质入口(5)，冷凝介质出口(6)，所述浓硝酸收集器(3)的入口与冷凝器(1)相连，所述抽风机(2)的入口与冷凝器(1)相连，抽风机(2)的出口与尾气处理系统(4)相连。
2.如权利要求1所述的硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：还包括稀硝酸槽(7)，所述尾气处理系统(4)的出口与稀硝酸槽(7)相连。
3.如权利要求2所述的硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：所述冷凝器(1)为卷板换热器。
4.如权利要求3所述的硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：所述冷凝介质入口(5)位于冷凝器(1)下部，所述冷凝介质出口(6)位于冷凝器(1)上部，所述硝酸挥发物输入口位于冷凝器(1)上部，所述硝酸回收装置与冷凝器(1)的下部连通。
5.如权利要求1所述的硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：所述在抽风机(2)和尾气处理系统(4)之间还设置有填料塔。
6.如权利要求1所述的硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：所述浓硝酸收集器(3)为浓硝酸槽。
7.如权利要求1所述的硝酸挥发气体回收设备，其特征在于：所述冷凝器(1)为玻璃冷凝器(1)。
8.利用权利要求1所述的硝酸挥发气体回收设备进行硝酸挥发气体回收的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、将硝酸挥发物通入冷凝器(1)中；
B、在冷凝器(1)中对硝酸挥发物进行降温，使硝酸挥发物中的硝酸蒸汽冷凝为浓硝酸；
C、将冷凝后的浓硝酸送入浓硝酸收集器(3)；
D、将冷凝处理后剩余的气体送入尾气处理系统(4)进行尾气处理。
9.如权利要求1所述的硝酸挥发气体回收的方法，其特征在于：在B步骤中采用的冷凝介质为冷冻盐。
10.如权利要求1所述的硝酸挥发气体回收的方法，其特征在于：冷凝器(1)气体出口温度≤10℃。
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