[实用新型]一种中压法硝酸生产设备

说明书

本实用新型公开了一种中压法硝酸生产设备，包括依次连接的氨空混合器、氧化反应器、换热器、快冷器、一体化塔和分子筛吸附罐；一体化塔通过丝网分隔成上下两部分，上部为吸收塔、下部为漂白塔；快冷器内设有气液分离装置，气体出口和液体出口均与吸收塔连接；分子筛吸附罐的尾气出口与换热器的冷侧入口连接，换热器的冷侧出口连接有膨胀机，分子筛吸附罐的再生气出口与氨空混合器连接。本实用新型中，吸收塔尾气通过碳分子筛变温吸附处理，能使尾气中氮氧化物含量降至100mg/Nm³；硝酸漂白塔与吸收塔两塔合一，能够明显缩短工艺流程，减少设备投资。

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，涉及一种中压法硝酸生产设备，尤其涉及一种采用碳分子筛变温吸附(TSA)尾气氮氧化物再利用的中压法硝酸生产设备。

背景技术

硝酸是重要的基本化工原料，广泛应用于制染料、炸药、医药、塑料、氮肥、化学试剂以及用于冶金、有机合成。目前国内外用氨和空气生产硝酸工艺有常压法、中压法、高压法和双加压法。

常压法，即氨的氧化和氮氧化物的吸收均在常压下进行。这种方法的特点是生产过程及设备比较简单，系统压力低，工艺操作稳定，氨氧化率高，原料及辅助材料消耗低，不需要大型的转动设备；缺点是生产强度低，设备容积大，氧化炉和吸收塔数量多，热能利用低，吸收率低，产品浓度低，尾气中NO_x含量高，易生成严重污染。需设置碱吸收尾气或用其他方法处理尾气，布置不紧凑，占地面积大，基建材料及投资较多。

中压法，氨的氧化和氮氧化物的吸收均在0.35～0.6MPa压力下进行。此法的特点是，设备较为紧凑，生产强度有所提高，基建投资及特种钢材用量较少，因此吸收压力高，其NO₂吸收率高，成品酸浓度高，吸收塔容积小，能量回收率高；缺点是生产强度仍低，氨在加压下氧化，氧化率略低，铂损失大，尾气中NO_x含量比较高，仍需处理才能达标排放。

高压法，氨氧化和NO_x吸收均在0.71～1.2MPa的压力下进行，基本流程与全中压法相似。此法的特点是全过程压力均由空压机提供，流程简单，设备布置紧凑，基建投资少，特点钢材用量少，生产强度大，吸收率高，产品浓度高，能量回收率高；缺点是氨氧化率低，氨耗高，铂催化装填量大，使用周期短，耗损亦大，尾气中NO_x含量高，使得尾气处理费用高，生产成本较高。

双加压法，氨氧化和氮氧化物吸收分别在两种不同的压力下进行，此法氨的氧化采用中压(0.35～0.6MPa)，NO_x的吸收采用高压(1.0～1.5MPa)。此法使氨耗和铂耗均减少，吸收率高，吸收系统采用高压，容积减少，酸浓度高，生产强度大，生产成本低，尾气中NO_x的排放也比较低，能量综合回收利用合理。因此该硝酸生产工艺在国内外应用比较普遍。但双加压法硝酸生产工艺的不足是：

1、需更多地设置氧化氮气体压缩机和高压氧化氮系统；

2、尾气中NO_x排放仍高达400mg/Nm³，为达到国家的100mg/Nm³排放指标，通常需在尾气系统增加氨选择性催化还原反应装置，消耗部分氨，在催化剂作用下与氮氧化物反应生成氮气，使尾气中NO_x达标排放；

3、氧化反应器反应后的氮氧化物气体中含有1000～1500PPM的N₂O，N₂O是高当量的温室气体，单位质量的温室效应为CO₂的310倍，是国际上CDM的主要交易项目。

实用新型内容