一种环保高效的硝酸生产方法技术

本发明专利技术属于硝酸制造技术领域，本发明专利技术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，通过本发明专利技术工艺，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。

Environmental protection high-efficiency nitric acid production method

The invention belongs to the technical field of nitric acid production, the invention discloses a method which can improve production efficiency and improve the environmental performance of the production method of nitrate; the specific technical proposal that an environmentally friendly and efficient method for production of nitric acid, the oxidation of nitric oxide gas furnace after oxidation tower is oxidized into nitrogen dioxide gas, the nitrogen dioxide gas in the fast cooler with the reaction of water vapor is cooled to 40 DEG C together with 30, condensed to produce nitric acid, the amount of nitrate produced by cooling the total production capacity of 1/3, through the process of the invention, and give full play to the role of fast cooling, nitrate absorption tower is reduced by 30%, significantly decreased the concentration of nitrogen oxide emissions in the gas, effectively improve the system of environmental protection effect.

【技术实现步骤摘要】
一种环保高效的硝酸生产方法
本专利技术属于硝酸制造
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术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，本专利技术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0.2-0.4Mpa。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。本专利技术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。本专利技术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。采用本专利技术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。本专利技术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为本专利技术的工艺原理图。图2为本专利技术的硝酸生产效率对比图。具体实施方式为了使本专利技术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，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。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。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺向前，赵和平，魏彦红，李暾，宋晓明，霍桂萍，
申请(专利权)人：交城县金兰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14