CN207435029U - 一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统 - Google Patents

Abstract

一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，包括氨氧化装置、中压吸收装置、尾气处理装置和热量回收装置；还包括能够实现自动控制与连续生产的附属仪表控制系统。本实用采用新型利用氨氧化余热回收器和新型电机‑空气压缩机‑尾气透平机“三合一”机组，提高热利用率，减少电耗；采用新型式的两台串联吸收塔，提高吸收率，降低尾气中NOx气体含量。该系统能源利用率高，投资少，控制稳定，安全可靠。

Description

一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统

技术领域

本实用新型属于稀硝酸生产领域，尤其是涉及一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统。

背景技术

传统的中压法生产稀硝酸工艺，其缺点如下：(1)能量利用率低；(2) 尾气排放NOx浓度高；(3)成品酸浓度低。所以如何设计一种能源利用率高、尾气排放NOx浓度低、成品酸浓度高的稀硝酸生产系统成为本领域技术人员研究的课题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对上述不足，提供一种能源利用率高、尾气排放NOx浓度低、成品酸浓度高的稀硝酸生产系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，包括氨氧化装置、中压吸收装置、尾气处理装置和热量回收装置；

所述氨氧化装置包括依次顺序连接的氨蒸发器、气氨过滤器、气氨过热器、氨空混合器和氨氧化反应器，空气依次经空气过滤器和空气压缩机后连接氨空混合器和氨氧化反应器；

所述热量回收装置包括依次顺序连接的尾气再热器、热回收器、尾气预热器和低压反应水冷凝分离器，所述热回收器上设有汽包，所述氨氧化反应器连接所述尾气再热器；

所述中压吸收装置包括依次顺序连接的1#吸收塔、2#吸收塔、二次空气冷却器和漂白塔；所述1#吸收塔、2#吸收塔串联连接，氧化氮气体从低压反应水冷凝分离器进入1#吸收塔底部，再由1#吸收塔顶部出来进入2#吸收塔底部，最后由2#吸收塔顶部进入尾气分离器；从低压反应水冷凝分离器冷凝下来的稀硝酸由稀酸泵打至1#吸收塔相应酸浓度的塔盘上进行进一步的吸收；脱盐水由工艺水泵送至2#吸收塔顶部与氧化氮气体逆流吸收，2#吸收塔塔底稀硝酸经中间酸泵送至1#吸收塔顶部，1#吸收塔塔底成品酸送至漂白塔，由二次空气冷却器来的冷却空气对成品酸进行漂白；

所述尾气处理装置包括尾气分离器、尾气治理氨蒸发器、尾气透平和氨还原反应器，从尾气分离器出来的尾气依次经过二次空气冷却器、尾气预热器、尾气再热器送至尾气透平中，经尾气透平作功回收热量后，与尾气治理氨蒸发器蒸发的气氨混合进入氨还原反应器中反应，反应后尾气经锅炉水预热器回收热量后，由排气筒放空。

所述氨蒸发器包括氨蒸发器A和氨蒸发器B，氨蒸发器A和氨蒸发器B 并联设置。

所述氨还原反应器出来的尾气经锅炉水预热器与进汽包的锅炉水换热。

所述尾气再热器采用下进下出型式。

所述2#吸收塔循环水采用闭路循环水系统的冷冻水。

所述空气压缩机由电机和尾气透平驱动。

还包括能够实现自动控制与连续生产的附属仪表控制系统。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统具有以下优势：

由于采用上述技术方案：

1.本实用新型具有能源利用率高、尾气排放NOx浓度低、成品酸浓度高的优点：氨氧化反应器下面直接连接尾气再热器，即将氨氧化反应热直接提供给尾气，氨氧化反应热直接用于加热尾气；提高进入尾气透平的尾气进口温度，从而提高尾气透平的回收效率，提高了能源利用率；1#吸收塔和2# 吸收塔采用串联形式，并分别采用不同的塔型式，增加了反应时间，反应热通过塔盘上的冷却盘管迅速移走，保证吸收反应的快速顺利进行，从而提高了氧化氮气体的吸收率，减少了尾气中氧化氮气体的含量，提高了成品酸浓度。

2.氨还原反应器出来的尾气经锅炉水预热器与进汽包的锅炉水换热，对热量进一步回收利用。

3.热回收器采用下进下出型式，热量回收效率高，效果好。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的工艺流程图。图中虚线所表示的是主物料的走向，实线所表示的副物料的走向。

图中，1-氨蒸发器A；2-氨蒸发器B；3-气氨过滤器；4-气氨过热器；5- 氨辅助蒸发器；6-排油罐；7-氨空混合器；8-空气过滤器；9-电机；10-空气压缩机；11-尾气透平；12-氨氧化反应器；13-尾气再热器；14-热回收器； 15-汽包；16-尾气预热器；17-低压反应水冷凝分离器；18-稀酸泵；19-二次空气冷却器；20-尾气治理氨蒸发器；21-1#吸收塔；22-2#吸收塔；23-尾气分离器；24-中间酸泵；25-开工酸泵，26-开工酸槽；27-工艺水泵；28-漂白塔；29-氨还原反应器；30-锅炉水预热器；31-排气筒。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，包括氨氧化装置、中压吸收装置、尾气处理装置和热量回收装置；

所述氨氧化装置包括依次顺序连接的氨蒸发器、气氨过滤器3、气氨过热器4、氨空混合器7和氨氧化反应器12，空气依次经空气过滤器8和空气压缩机10后连接氨空混合器7和氨氧化反应器12；

所述热量回收装置包括依次顺序连接的尾气再热器13、热回收器14、尾气预热器16和低压反应水冷凝分离器17，所述热回收器14上设有汽包 15，所述氨氧化反应器12连接所述尾气再热器13；

所述中压吸收装置包括依次顺序连接的1#吸收塔21、2#吸收塔22、二次空气冷却器19和漂白塔28；所述1#吸收塔21、2#吸收塔22串联连接，氧化氮气体从低压反应水冷凝分离器17进入1#吸收塔21底部，再由1#吸收塔21顶部出来进入2#吸收塔22底部，最后由2#吸收塔22顶部进入尾气分离器23；从低压反应水冷凝分离器冷凝下来的稀硝酸由稀酸泵打至1#吸收塔相应酸浓度的塔盘上进行进一步的吸收；脱盐水由工艺水泵27送至2# 吸收塔22顶部与氧化氮气体逆流吸收，2#吸收塔22塔底稀硝酸经中间酸泵 24送至1#吸收塔21顶部，1#吸收塔21塔底成品酸送至漂白塔28，由二次空气冷却器来的冷却空气对成品酸进行漂白；

所述尾气处理装置包括尾气分离器23、尾气治理氨蒸发器20、尾气透平11和氨还原反应器12，从尾气分离器23出来的尾气依次经过二次空气冷却器19、尾气预热器16、尾气再热器13送至尾气透平11中，经尾气透平11作功回收热量后，与尾气治理氨蒸发器20蒸发的气氨混合进入氨还原反应器29中反应，反应后尾气经锅炉水预热器30回收热量后，由排气筒31 放空。

所述氨蒸发器包括氨蒸发器A1和氨蒸发器B2，氨蒸发器A1和氨蒸发器B2并联设置。氨蒸发器B2依次连接间歇辅助设备氨辅助蒸发器5和排油罐6。

所述氨还原反应器29出来的尾气经锅炉水预热器30与进汽包15的锅炉水换热。

所述1#吸收塔21底部连接开工酸槽26，所述开工酸槽26连接开工酸泵25，所述开工酸泵25连接2#吸收塔22。开停车使用，正常生产不用。

停车时将吸收塔内不合格酸放至开工酸槽，开车时将开工酸槽内的酸经开工酸泵打至吸收塔内再次吸收。

所述尾气再热器13采用下进下出型式。

所述2#吸收塔22循环水采用闭路循环水系统的冷冻水。

所述空气压缩机10由电机9和尾气透平11驱动。

还包括能够实现自动控制与连续生产的附属仪表控制系统。

工作过程：

氨氧化工序：液氨经过两台氨蒸发器1/2进行蒸发，再经气氨过滤器3 过滤杂质后，进入气氨过热器4过热至120℃，送入氨空混合器7中与经空气过滤器8过滤后再经空气压缩机10压缩至0.4MPa(G)的空气混合，混合气送至氨氧化反应器12中进行氧化反应。

中压吸收工序：采用两台不同型式的吸收塔串联。氧化氮气体从低压反应水冷凝分离器17进入1#吸收塔21底部，再由1#吸收塔21顶部出来进入 2#吸收塔22底部，最后由2#吸收塔22顶部进入尾气分离器23。脱盐水与氧化氮气体逆流吸收。脱盐水由工艺水泵27送至2#吸收塔顶部，塔底稀硝酸经中间酸泵送至1#吸收塔21顶部，塔底成品酸送至漂白塔28进行漂白。两台吸收塔塔盘间根据反应热设计有不同层数的盘管进行冷却。

尾气处理工序：从尾气分离器23出来的尾气，经过二次空气冷却器19、尾气预热器16、尾气再热器13加热至520℃后，送至尾气透平11中。提高尾气透平效率。经尾气透平11作功回收热量后，与气氨混合进入氨还原反应器29中反应，将尾气中氧化氮气体的含量控制在100ppm以下。

热量回收工序：氨氧化反应产生大量的反应热，这部分热量先经尾气再热器13吸收将尾气温度升高至520℃，这时氧化氮气体温度还在580℃左右。随着温度的降低，一氧化氮逐渐氧化为二氧化氮，该反应同时释放大量的热量。氧化氮气体与热回收器14中锅炉水换热，在汽包15中产生1.3MPa(G) 的饱和蒸汽。氧化氮气体再经尾气预热器16进一步换热降至120℃，最后在低压反应水冷凝分离器17中由循环水冷却至40℃。从氨还原反应器出来的尾气温度大约在330℃，经锅炉水预热器30与进汽包的锅炉水换热，对热量进一步回收利用。

在一种优选的实施例中，氨氧化反应器12的反应热通过尾气再热器13 由尾气进行热回收，将尾气温度升高至520℃。尾气再热器中尾气采用下进下出的型式。

在另一种优选的实施例中，1#吸收塔21和2#吸收塔22分别采用不同结构形式，既可提高氧化氮气体的吸收率，减少尾气中氧化氮气体的含量，还可保证装置在较低负荷下正常运行。两台吸收塔21/22采用最新设计理念，冷却盘管设计层数依据反应热来设计。2#吸收塔22顶部补加的脱盐水采用闭路循环水系统的冷冻水。

在另一种优选的实施例中，采用新型电机9-空气压缩机10-尾气透平机 11“三合一”机组，高温尾气条件下尾气透平回收效率可达总消耗功率的70％以上，大大减少电耗。

该系统可用于年生产能力5～15万吨稀硝酸的生产。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：包括氨氧化装置、中压吸收装置、尾气处理装置和热量回收装置；

所述氨氧化装置包括依次顺序连接的氨蒸发器、气氨过滤器、气氨过热器、氨空混合器和氨氧化反应器，空气依次经空气过滤器和空气压缩机后连接氨空混合器和氨氧化反应器；

所述热量回收装置包括依次顺序连接的尾气再热器、热回收器、尾气预热器和低压反应水冷凝分离器，所述热回收器上设有汽包，所述氨氧化反应器连接所述尾气再热器；

所述中压吸收装置包括依次顺序连接的1#吸收塔、2#吸收塔、二次空气冷却器和漂白塔；所述1#吸收塔、2#吸收塔串联连接，氧化氮气体从低压反应水冷凝分离器进入1#吸收塔底部，再由1#吸收塔顶部出来进入2#吸收塔底部，最后由2#吸收塔顶部进入尾气分离器；从低压反应水冷凝分离器冷凝下来的稀硝酸由稀酸泵打至1#吸收塔相应酸浓度的塔盘上进行进一步的吸收；脱盐水由工艺水泵送至2#吸收塔顶部与氧化氮气体逆流吸收，2#吸收塔塔底稀硝酸经中间酸泵送至1#吸收塔顶部，1#吸收塔塔底成品酸送至漂白塔，由二次空气冷却器来的冷却空气对成品酸进行漂白；

所述尾气处理装置包括尾气分离器、尾气治理氨蒸发器、尾气透平和氨还原反应器，从尾气分离器出来的尾气依次经过二次空气冷却器、尾气预热器、尾气再热器送至尾气透平中，经尾气透平作功回收热量后，与尾气治理氨蒸发器蒸发的气氨混合进入氨还原反应器中反应，反应后尾气经锅炉水预热器回收热量后，由排气筒放空。

2.根据权利要求1所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：所述氨蒸发器包括氨蒸发器A和氨蒸发器B，氨蒸发器A和氨蒸发器B并联设置。

3.根据权利要求1所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：所述氨还原反应器出来的尾气经锅炉水预热器与进汽包的锅炉水换热。

4.根据权利要求1所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：所述尾气再热器采用下进下出型式。

5.根据权利要求1所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：所述2#吸收塔循环水采用闭路循环水系统的冷冻水。

6.根据权利要求1所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：所述空气压缩机由电机和尾气透平驱动。

7.根据权利要求1所述的一种中压氨氧化生产稀硝酸的系统，其特征在于：还包括能够实现自动控制与连续生产的附属仪表控制系统。