CN115155277A - 一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，包括以下步骤，经过加热的亚钠母液进入转化洗涤冷却塔中进行洗涤；洗涤后的亚钠母液和硝酸在转化洗涤冷却塔下部反应生成转化气。转化气经亚钠母液洗涤、冷却水冷却、物理分离后从转化洗涤冷却塔顶部进入转化气等温氧化塔底部与二次空气混合，使NOx气体进一步氧化；NOx气体从转化气等温氧化塔顶部出来通过转化气调节阀进入若干碱吸收塔组进入碱吸收工序，碱吸收NOx尾气最后进入尾气处理工序。该方法对氮氧化物回收率达到99.5％以上，碱吸收尾气中NOx<1000㎎/Nm3，大大降低了气氨的消耗，具有较高的经济效益和社会环保效益。
Description
技术领域
本发明技术涉及NOx的生产，可以应用于硝盐生产行业和其它需要回收、降低尾气中NOx的行业，具体涉及一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法。
背景技术
NOx是重要的大气污染源之一，其排放不但能造成酸雨、酸雾，还能破坏臭氧层，给自热环境和人类生产、生活带来严重危害，随着国家加强了大气污染物的排放标准，大部分硝盐行业NOx在碱吸收吸收大部分NOx后，都配套了尾气处理装置，通过催化剂和气氨，将NOx变成N2排入大气。
然而，在上述传统的硝盐生产过程中，存在如下问题：
(1)碱吸收NOx经过多塔串联吸收后，由于NOx含量逐渐降低，NO氧化速率变慢，导致碱吸收进入尾气处理装置的尾气中NOx气体含量过高，生产出现波动很容易排放超标。
(2)由于碱吸收后塔尾气中NO含量低氧化速率慢，硝盐原始设计或企业改造都是通过加大后塔的氧化空间，提高NO氧化率降低碱吸收尾气中NOx的含量，但是实践证明虽然有效果，增加氧化空间不足以根本解决碱吸收出口尾气中NOx含量高的问题，还造成了设备投资增加。
(3)在几十年的硝盐生产过程中虽然行业专家和企业的技术人员，经过不断的探索，提出了通过向碱吸收后塔配空气增加尾气中氧气含量促进NO氧化、采用氨氧化出口NOx气体通过降温氧化给碱吸收后塔配气等技术，但是都没有根本解决问题碱吸收后塔尾气中NO氧化速率慢、NO2含量低的问题。
(4)由于碱吸收进入尾气处理装置的NOx含量高，尾气处理装置为了处理NOx达标排放，通常加入过量的NH3，造成环境污染。
(5)尾气处理装置为了NOx达标排放，通过增加氨还原反应器的催化剂的装填量，防止因碱吸收进入尾气处理装置的NOx含量过高造成排放超标，增加了装置投资。
为此本发明提供一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对上述硝盐碱吸收尾气处理工艺，目前实际运行当中存在的各种问题进行改进，提供一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，利用硝盐生产中用高纯度转化气和碱吸收耦合降低尾气中氮氧化物的工艺替代现在的传统硝盐生产降低尾气中氮氧化物的工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，包括以下步骤：
经过加热的亚钠母液进入转化洗涤冷却塔中进行洗涤；
洗涤后的亚钠母液和硝酸在转化洗涤冷却塔下部反应生成转化气。
转化气经亚钠母液洗涤、冷却水冷却、物理分离后从转化洗涤冷却塔顶部进入转化气等温氧化塔底部与二次空气混合，使NOx气体进一步氧化；
NOx气体从转化气等温氧化塔顶部出来通过转化气调节阀进入若干碱吸收塔组进入碱吸收工序，碱吸收NOx尾气最后进入尾气处理工序。
在本发明的一个优选实施例中，所述转化洗涤冷却塔包括转化段控制转化段温度85～95℃、母液洗涤段和冷却分离段，所述转化气进入等温氧化塔加入一定比例的空气，通过冷却控制塔内温度及时移走反应热促进氧化反应，转化洗涤冷却塔产生的转化气塔顶控制温度20～40℃采出经过转化气等温氧化塔充分氧化进入碱吸收工序后塔进行配气。
在本发明的一个优选实施例中，所述转化气等温氧化塔的全塔温度控制在20～40℃，氮氧化物浓度>13％,氧气浓度>10％，NOx在转化气等温氧化塔内被氧化到85％以上。转化气等温氧化塔的全塔温度设定20-40℃，温度越低有利于氧化，若温度太高，导致其非目标产物较多，不利于整个生产工艺。
在本发明的一个优选实施例中，结合NOx分析仪设定的NO和NO2比例精准配气，通过转化气调节阀进行实施。
在本发明的一个优选实施例中，所述转化气等温氧化塔出口转化气经过碱塔入口气体分析仪分析的NO和NO2的浓度精准的配入碱塔内，进入碱塔的NO和NO2的比例1:5～1:3。
在本发明的一个优选实施例中，所述碱吸收塔组包括至少7个碱吸收塔，7个碱吸收塔中一部分为主要吸收塔，剩余一部分为降尾气吸收塔。
在本发明的一个优选实施例中，经过精准配气后的碱吸收塔，通过吸收反应最后一个碱塔出口NOx含量由配气之前3000～5000㎎/Nm3，下降到1000㎎/Nm3以内。
在本发明的一个优选实施例中，所述碱吸收塔通过碱液循环泵将塔底部的循环碱液打到塔顶，循环碱液和尾气逆向接触，循环碱液中的碳酸钠尾气反应生成亚硝酸钠和硝酸钠。
在本发明的一个优选实施例中，所述逆向接触的工况条件；操作温度45～60℃、压力30～40KPa、气体在塔内停留的时间26s。
在本发明的一个优选实施例中，所述转化气为转化工序的氮氧化物，包括含少量水、NOx气体浓度>94％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将来自转化工序的氮氧化物(含少量水的高纯度NOx气体)，经过等温氧化、精准配气使得碱吸收出口尾气中NOx大幅降低，为后续环保设施尾气处理装置减少气氨用量，从而大幅降低产品气氨的消耗；
经尾气处理装置处理的尾气中NOx气体大幅降低，实现环保降耗；主要解决硝盐生产行业中碱吸收出口尾气中NOx含量高，尾气排放超标、氨耗高、污染环境等问题，该方法对氮氧化物回收率达到99.5％以上，碱吸收尾气中NOx<1000㎎/Nm3，大大降低了气氨的消耗，具有较高的经济效益和社会环保效益。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了阐明本发明的一个实施方案，对来自转化工序亚硝酸钠母液和稀硝酸溶液反应生成高纯度转化气，对碱吸收工序高纯度转化气进行高效氧化、精准配气，通过碱吸收快速吸收尾气中NOx工艺过程，严格控制碱吸收出口尾气中NOx浓度。
一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，经过加热的亚钠母液进入转化洗涤冷却塔中进行洗涤；洗涤后的亚钠母液和硝酸在转化洗涤冷却塔下部反应生成转化气；转化气经亚钠母液洗涤、冷却水冷却、物理分离后从转化洗涤冷却塔顶部进入转化气等温氧化塔底部与二次空气混合，使NOx气体进一步氧化；NOx气体从转化气等温氧化塔顶部出来通过转化气调节阀进入若干碱吸收塔组进入碱吸收工序，碱吸收NOx尾气最后进入尾气处理工序。
结合附图1对本发明工艺流程进行详细说明：本发明提出的高纯度转化气和碱吸收耦合降低尾气中氮氧化物的工艺流程主要：
由转化洗涤冷却塔C-707108、转化气等温氧化塔C-707109、5#碱吸收塔C-707105、6#碱吸收塔C-707106、7#碱吸收塔C-707107、亚钠母液加热器E-707101、转化气冷却器E-707102、转化分离器F-707102；以及若干输送泵组成。
其中7个塔是串联吸收，初始气体中NOx浓度高前面几个塔吸收的NOx气体占总气体的90％以上，后面有几个塔由于气体中NOx含量降低需要采取措施才能促进反应的进行。那就是前面几个塔是主要吸收塔，后面几个塔是降尾气吸收塔。
具体工艺流程见附图1：
来自蒸发工序的亚钠母液，通过亚钠母液加热器E-707101由低压蒸汽加热到105℃，送入转化洗涤冷却塔C-707108中部，吸收来自转化洗涤冷却塔下部的转化尾气(一般为一氧化碳气体，外加少量的水)，将其中夹带的硝酸和部分NO2吸收，先将一部分亚钠预转化；本方案中预转化的反应量很少但是由于下部加入硝酸气体会夹带部分硝酸，这个部分实际上起到的作用就是洗涤。通常计算的时候这部分预转化是忽略不计的，但是流程描述需要描述上；来自界外稀硝酸泵送来的稀硝酸，进入转化塔中部，与亚钠母液混合后进入转化段。完成转化过程，转化反应需要在酸性环境下才能完全转化，也就是说转化液中的硝酸是过量的，控制指标15g/L；转化液流到塔底部，合格后送到中和器；
转化塔的上部设冷却分离段，通过冷却将转化气温度降低到<80℃减少转化气对设备的腐蚀，转化气经冷却分离后从塔顶排出进入到碱吸收工序的转化气等温氧化塔。
来自转化洗涤冷却塔顶部的转化气进入转化气等温氧化塔C-707109底部与二次空气混合，使NOx气体进一步氧化。
由于常压法NO氧化成NO2过程比较困难，根据文献可知，反应必须提高氮氧化物和氧气的浓度，在较低的低温条件进行才能加快反应速度，因此，转化气等温氧化塔全塔温度控制在40℃左右，氮氧化物浓度>12％,氧气浓度>10％，NOx在等温氧化塔内被氧化到85％以上。
NOx气体从等温氧化塔顶部出来通过转化气调节阀，根据5#、6#、7#碱塔的入口的NOx分析仪设定的NO和NO2比例精准配气，转化气和碱吸收尾气混合气体进入5#、6#、7#碱吸收塔通过碳酸钠溶液进行吸收，最后碱吸收尾气经过5#、6#、7#碱塔串联吸收后进入尾气处理工序。
来自界区外的一次碱液根据碱塔内循环碱液的碱度，连续的送入5#、6#、7#碱吸收内，5#、6#、7#碱吸收通过碱液循环泵P-707107、P-707107、P-707109AB将塔底部的循环碱液打到塔顶，循环碱液和尾气逆向接触，循环碱液中的碳酸钠和尾气中的NO+NO2(N2O3)反应生成亚硝酸钠和硝酸钠，P-707107、P-707107、P-707109AB碱液循环泵出口外送贫液(循环碱液)管线设碱塔液位调节阀，根据碱塔的液位连续的采出贫液送到溶碱岗位。
根据5#、6#、7#碱塔的入口的NOx分析仪设定的NO和NO2比例精准配气，转化气和碱吸收尾气混合气体进入5#、6#、7#碱吸收塔通过碳酸钠溶液进行吸收，配入转化气后的，气体成分中NO2占中NOx(NO+NO2)气体的30％，最后碱吸收尾气经过5#、6#、7#碱塔串联吸收后进入尾气处理工序。
来自蒸发工序的亚钠母液，通过亚钠母液加热器E-707101由低压蒸汽加热到105℃，送入转化洗涤冷却塔C-707108中部，吸收来自转化洗涤冷却塔下部的转化尾气，将其中夹带的硝酸和部分NO2吸收，先将一部分亚钠预转化；来自界外稀硝酸泵送来的稀硝酸，进入转化塔中部，与亚钠母液混合后进入转化段；完成转化过程，转化液流到塔底部，合格后送到中和器；
转化塔的上部设冷却分离段，通过冷却将转化气温度降低到<80℃减少转化气对设备的腐蚀，转化气经冷却分离后从塔顶排出进入到碱吸收工序的转化气等温氧化塔。
来自转化洗涤冷却塔顶部的转化气进入转化气等温氧化塔C-707109底部与二次空气混合，使NOx气体进一步氧化。
除了上述反应过程，其中本发明中的转化工序包括转化塔、等温氧化塔，所述转化塔包括转化段、母液洗涤段、冷却分离段，所述等温氧化塔包括加入一定比例的空气，通过冷却控制塔内温度及时移走反应热促进氧化反应，转化塔产生的转化气由塔顶采出经过等温氧化塔充分氧化进入碱吸收工序后塔进行配气。所述碱吸收工序包括分析并精准配气，转化气通过碱塔入口气体分析仪分析的NO和NO2的浓度精准的配入碱塔内，通过配入NO2气体使反应继续进行，达到降低尾气的目的。
述转化塔内转化段转化气经过母液洗涤段、冷却分离段，控制转化塔出口转化气温度40～50℃进入等温氧化塔。
转化塔出来的转化气通过升压进入等温氧化塔，与一定配比的空气进行混合，在氧化塔内充分氧化，氧化反应放出的热量，被冷却水及时移走，控制等温氧化塔内温度30～40℃。
实施例1
包含摩尔含量为76.8％的水、0.3％的碳酸钠、6.6％的硝酸钠、16.3％亚硝酸钠温度76.5℃的亚钠母液，以921.6kg/hr流量经过亚钠母液加热器E-707101蒸汽加热升温到105℃，进入转化洗涤冷却塔C-707108中部。和包含摩尔含量为79.1％的水，20.9％的硝酸，以434.1kg/hr流量进入转化洗涤冷却塔C-707108中部,在压力180KPa、温度95℃下进行转化反应，转化反应生成的转化气经过亚钠母液洗涤、冷却、分离后从塔顶部排出进入碱吸收工序，作为碱吸收精准配气的原料气。
转化气经过转化气冷却器E-707102、转化分离器F-707102冷却分离，包含摩尔含量为3.5％的水、94.3％的NO、2.2％的CO2，工况气量50.7Nm3/h，在压力180KPa、温度39.9℃下进入转化气等温氧化塔底部C-707109与二次空气包含摩尔含量为20.2％的O2、76.4％的N2、3.4％的水混合。在压力180KPa、温度40℃下使NOx气体进一步氧化。转化气等温氧化塔顶部出口气体组成含摩尔含量为14.3％的O2、71.1％的N2、3.6％的水、1.6％的NO、9.1％的NO2、0.3％的CO2，NO的氧化度为85.1％，工况气量460.2Nm3/h。
转化气等温氧化塔出口的转化气根据5#碱吸收塔C-707105入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气包含摩尔含量为72.64％的N2、4％的O2、0.81％的NO、0.11％的NO2、16.95％的水、5.49％的CO2，通过转化气调节阀调节进5#碱吸收塔NO和NO2比例23％，精准配气到5#碱吸收塔入口和尾气混合后包含摩尔含量为72.64％的N2、4％的O2、0.81％的NO、0.11％的NO2、16.95％的水、5.49％的CO2，以35710.4kg/hr流量进入5#碱吸收塔。尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为74.3％的N2、4.1％的O2、0.3％的NO、0.03％的NO2、15.4％的水、5.9％的CO2。26.9％一次碱液以1807.9kg/hr流量进入5#碱吸收塔，贫液2334.1kg/hr送往溶碱工序。
5#碱塔塔顶出口141KPa、64.94℃的尾气进入6#碱吸收塔C-707106入口，转化气根据6#碱吸收塔入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气。通过转化气调节阀调节进6#碱吸收塔NO和NO2比例23％，精准配气到6#碱吸收塔入口和尾气混合后包含摩尔含量为74.3％的N2、4.2％的O2、0.3％的NO、0.08％的NO2、15.3％的水、5.8％的CO2以35357.8kg/hr流量进入6#碱吸收塔,尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为74.9％的N2、4.2％的O2、0.11％的NO、0.009％的NO2、14.7％的水、6％的CO2。26.9％一次碱液以748.4kg/hr流量6#碱吸收塔，贫液982kg/hr送往溶碱工序。
6#碱塔塔顶出口139KPa、63.77℃的尾气进入7#碱吸收塔C-707107入口，转化气等温氧化塔出口的转化气根据7#碱吸收塔入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气。通过转化气调节阀调节进7#碱吸收塔NO和NO2比例23％，精准配气到7#碱吸收塔入口和尾气混合后包含摩尔含量为74.9％的N2、4.3％的O2、0.11％的NO、0.033％的NO2、14.7％的水、6％的CO2以35238.1kg/hr流量进入7#碱吸收塔,尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为75.3％的N2、4.3％的O2、0.042％的NO、0.002％的NO2、14.3％的水、6.1％的CO2，碱吸收尾气中NOx含量602.7mg/Nm3进入尾气处理工序。26.9％一次碱液以275.4kg/hr流量7#碱吸收塔，贫液402.8kg/hr送往溶碱工序。
实施例2
包含摩尔含量为76.79％的水、0.26％的碳酸钠、6.63％的硝酸钠、16.32％亚硝酸钠温度76.5℃的亚钠母液，以522.8kg/hr流量经过亚钠母液加热器E-707101蒸汽加热升温到105℃，进入转化洗涤冷却塔C-707108中部。和包含摩尔含量为79.1％的水，20.9％的硝酸，以246.2kg/hr流量进入转化洗涤冷却塔C-707108中部,在压力180KPa、温度95℃下进行转化反应，转化反应生成的转化气经过亚钠母液洗涤、冷却、分离后从塔顶部排出进入碱吸收工序，作为碱吸收精准配气的原料气。
转化气经过转化气冷却器E-707102、转化分离器F-707102冷却分离，包含摩尔含量为3.09％的水、94.68％的NO、2.23％的CO2，工况气量28.6Nm3/h，在压力180KPa、温度40℃下进入转化气等温氧化塔底部C-707109与二次空气包含摩尔含量为20.24％的O2、76.39％的N2、3.37％的水混合。在压力180KPa、温度40℃下使NOx气体进一步氧化。转化气等温氧化塔顶部出口气体组成含摩尔含量为12.43％的O2、67.77％的N2、6.01％的水、2.43％的NO、11.05％的NO2、0.32％的CO2，NO的氧化度为82％，工况气量209.7Nm3/h。
转化气等温氧化塔出口的转化气根据5#碱吸收塔C-707105入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气包含摩尔含量为73.36％的N2、4.04％的O2、0.82％的NO、0.11％的NO2、16.13％的水、5.54％的CO2，通过转化气调节阀调节进5#碱吸收塔NO和NO2比例17％，精准配气到5#碱吸收塔入口和尾气混合后包含摩尔含量为73.33％的N2、4.08％的O2、0.83％的NO、0.17％的NO2、16.08％的水、5.51％的CO2，以35102.7kg/hr流量进入5#碱吸收塔。尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为74.61％的N2、4.06％的O2、0.40％的NO、0.04％的NO2、15.02％的水、5.88％的CO2。26.9％一次碱液以1433.2kg/hr流量进入5#碱吸收塔，贫液1843.7kg/hr送往溶碱工序。
5#碱塔塔顶出口141KPa、64.37℃的尾气进入6#碱吸收塔C-707106入口，转化气根据6#碱吸收塔入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气。通过转化气调节阀调节进6#碱吸收塔NO和NO2比例17％，精准配气到6#碱吸收塔入口和尾气混合后包含摩尔含量为74.58％的N2、4.09％的O2、0.41％的NO、0.08％的NO2、14.98％的水、5.86％的CO2以34799.6kg/hr流量进入6#碱吸收塔,尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为75.33％的N2、4.08％的O2、0.19％的NO、0.02％的NO2、14.33％的水、6.06％的CO2。26.9％一次碱液以775.2kg/hr流量6#碱吸收塔，贫液1016.7kg/hr送往溶碱工序。
6#碱塔塔顶出口139KPa、63.72℃的尾气进入7#碱吸收塔C-707107入口，转化气等温氧化塔出口的转化气根据7#碱吸收塔入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气。通过转化气调节阀调节进7#碱吸收塔NO和NO2比例17％，精准配气到7#碱吸收塔入口和尾气混合后包含摩尔含量为75.28％的N2、4.14％的O2、0.20％的NO、0.04％的NO2、14.3％的水、6.04％的CO2以34656.6kg/hr流量进入7#碱吸收塔,尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为75.82％的N2、4.15％的O2、0.101％的NO、0.005％的NO2、13.77％的水、6.15％的CO2,碱吸收尾气中NOx含量1455.3mg/Nm3进入尾气处理工序。26.9％一次碱液以365.9kg/hr流量7#碱吸收塔，贫液534.9kg/hr送往溶碱工序。
实施例3
根据5#碱吸收塔C-707105入口NOx分析仪，分析的包含NO、NO2的尾气包含摩尔含量为73.36％的N2、4.04％的O2、0.82％的NO、0.11％的NO2、16.13％的水、5.54％的CO2，进入5#碱吸收塔。尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为74.19％的N2、4.01％的O2、0.54％的NO、0.06％的NO2、15.42％的水、5.78％的CO2。26.9％一次碱液以942.3kg/hr流量进入5#碱吸收塔，贫液1218.7kg/hr送往溶碱工序。
5#碱塔塔顶出口141KPa、64.42℃的尾气进入6#碱吸收塔C-707106,尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为74.74％的N2、3.99％的O2、0.37％的NO、0.03％的NO2、14.94％的水、5.92％的CO2。26.9％一次碱液以536.4kg/hr流量6#碱吸收塔，贫液711kg/hr送往溶碱工序。
6#碱塔塔顶出口139KPa、63.71℃的尾气进入7#碱吸收塔C-707107,尾气中NOx和循环碱液吸收后从塔顶排出包含摩尔含量为75.14％的N2、4.04％的O2、0.29％的NO、0.02％的NO2、14.51％的水、6％的CO2,碱吸收尾气中NOx含量4166.8mg/Nm3进入尾气处理工序。26.9％一次碱液以275.9kg/hr流量7#碱吸收塔，贫液411.7kg/hr送往溶碱工序。
实施案例关键工艺数据对比表：
通过以上3个实例可以看出：
配气的氧化度越高越有利于降低尾气，碱塔入口NO氧化率越高有利于降低尾气。通过配入氧化度较高的NOx气体使得反应继续进行，碱吸收出口的尾气大幅度降低。
本方案的工艺原理
1、转化中和工艺原理(亚钠母液转化成硝钠溶液)
反应式如下：
(1) NaNO2+HNO3＝NaNO3+HNO2
(2) 3HNO2＝HNO3+H2O+2NO↑
总反应式：
(3) 3NaNO2+2HNO3＝＝3NaNO3+H2O+2NO↑
转化完毕后过量的硝酸用碱中和。
反应式：
(4) 2HNO3+Na2CO3＝＝2NaNO3+H2O+CO2↑
除了上述反应外，还可能产生下列副反应：
NO气体的氧化
(5) 2HNO3+NO＝＝3NO2+H2O
NO2气体的吸收
(6) 3NO2+H2O＝＝2HNO3+NO
2、碱吸收工艺原理
碱吸收过程中有以下几个反应同时进行：
(1) 2NO+O2＝2NO2
(2) NO2+NO＝N2O3
(3) Na2CO3+N2O3＝2NaNO2+CO2↑
(4) Na2CO3+2NO2＝NaNO2+NaNO3+CO2↑
在整个吸收过程中，NO与碱液不反应，必须与氧反应生成NO2或者N2O3时才能与碱液反应被吸收，见反应式(3)和(4)。
反应式(3)和(4)都属不可逆的中和反应。在生产中为了提高亚钠的纯度和产出比例，必须采取各种措施，尽量促进(3)式反应，减少(4)式反应。但真正阻止(4)式反应是不可能的，因此中和液中总是有硝酸钠成分的存在，同时硝钠就成了亚钠产品的主要杂质。
在吸收反应的初期，由于气相中NO和O2的浓度都很高，因此(1)式反应的速度很快。如不控制就会使NO的氧化度过高，致使(4)式反应增加，从而增加了中和液中硝钠的含量。所以在进入吸收前原料气要控制较高的温度，以减缓NO的氧化速度。
到了吸收的后期，尾气中NO和O2的浓度越来越低，从而使(1)式的反应速度逐渐降低，直至成为控制整个吸收过程的关键步骤。因此，在吸收过程的后期主要还是采取各种措施，以加快(1)式的反应速度，才能比较彻底地吸收尾气中的NOx气体。
提高吸收效果的通常措施是，适当降低吸收温度，适量增加尾气中O2的含量，或者搭配适当的NO2气体使其与NO叠合成N2O3而被吸收。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，包括以下步骤，其特征在于：
经过加热的亚钠母液进入转化洗涤冷却塔中进行洗涤；
洗涤后的亚钠母液和硝酸在转化洗涤冷却塔下部反应生成转化气；
转化气经亚钠母液洗涤、冷却水冷却、物理分离后从转化洗涤冷却塔顶部进入转化气等温氧化塔底部与二次空气混合，使NOx气体进一步氧化；
NOx气体从转化气等温氧化塔顶部出来通过转化气调节阀进入若干碱吸收塔组进入碱吸收工序，碱吸收NOx尾气最后进入尾气处理工序。
2.根据权利要求1所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述转化洗涤冷却塔包括转化段控制转化段温度85～95℃、母液洗涤段和冷却分离段，所述转化气进入等温氧化塔加入一定比例的空气，通过冷却控制塔内温度及时移走反应热促进氧化反应，转化洗涤冷却塔产生的转化气塔顶控制温度20～40℃采出经过转化气等温氧化塔充分氧化进入碱吸收工序后塔进行配气。
3.根据权利要求2所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述转化气等温氧化塔的全塔温度控制在20～40℃，氮氧化物浓度>13％,氧气浓度>10％，NOx在转化气等温氧化塔内被氧化到85％以上。
4.根据权利要求2所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：结合NOx分析仪设定的NO和NO2比例精准配气，通过转化气调节阀进行实施。
5.根据权利要求4所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述转化气等温氧化塔出口转化气经过碱塔入口气体分析仪分析的NO和NO2的浓度精准的配入碱塔内，进入碱塔的NO和NO2的比例1:5～1:3。
6.根据权利要求1所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述碱吸收塔组包括至少7个碱吸收塔，7个碱吸收塔中一部分为主要吸收塔，剩余一部分为降尾气吸收塔。
7.根据权利要求6所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：经过精准配气后的碱吸收塔，通过吸收反应最后一个碱塔出口NOx含量由配气之前3000～5000㎎/Nm3，下降到1000㎎/Nm3以内。
8.根据权利要求6所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述碱吸收塔通过碱液循环泵将塔底部的循环碱液打到塔顶，循环碱液和尾气逆向接触，循环碱液中的碳酸钠尾气反应生成亚硝酸钠和硝酸钠。
9.根据权利要求8所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述逆向接触的工况条件；操作温度45～60℃、压力30～40KPa、气体在塔内停留的时间26s。
10.根据权利要求1所述的一种硝盐生产中降低尾气中氮氧化物的方法，其特征在于：所述转化气为转化工序的氮氧化物，包括含少量水、NOx气体浓度>94％。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101096280A (zh) * | 2006-06-30 | 2008-01-02 | 山东联合化工股份有限公司 | 亚硝酸钠母液转化工艺 |
| CN102078752A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-01 | 南京大学 | 多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法 |
| CN108654532A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-10-16 | 临沂鲁光化工集团有限公司 | 两钠转化生产硝酸钠的装置和工艺 |
| CN209702323U (zh) * | 2019-03-27 | 2019-11-29 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种可自产硝酸的两钠装置 |
| CN113663495A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-11-19 | 襄阳泽东化工集团有限公司 | 一种两钠产品生产中提高亚硝比的系统及工艺 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101096280A (zh) * | 2006-06-30 | 2008-01-02 | 山东联合化工股份有限公司 | 亚硝酸钠母液转化工艺 |
| CN102078752A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-01 | 南京大学 | 多级氧化吸收氮氧化物废气制备亚硝酸钠的方法 |
| CN108654532A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-10-16 | 临沂鲁光化工集团有限公司 | 两钠转化生产硝酸钠的装置和工艺 |
| CN209702323U (zh) * | 2019-03-27 | 2019-11-29 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种可自产硝酸的两钠装置 |
| CN113663495A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-11-19 | 襄阳泽东化工集团有限公司 | 一种两钠产品生产中提高亚硝比的系统及工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李宗孝等编: "《小型化工工艺》", 31 August 1992, 陕西科学技术出版社, pages: 47 * |
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