柳州化工廠實(shí)習(xí)報(bào)告教材

1、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告院系：生物與化學(xué)工程院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級(jí)：XXXXXXXXXX學(xué)號(hào):XXXXXXXXXXXXX姓名:XXXXXXXXXXXX2012年9月一、實(shí)習(xí)目的作為二十一世紀(jì)的大學(xué)生， 不僅要學(xué)習(xí)好理論知識(shí)， 將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí) 踐生產(chǎn)結(jié)合起來，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，鍛煉自己 的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)勇 于探索的創(chuàng)新精神與嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，為以后專業(yè) 實(shí)習(xí)和走上工作崗位快 速成為企業(yè)骨干打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 社會(huì)人的轉(zhuǎn)變， 培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的 能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能； 體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。 這些 實(shí)際知識(shí)，對(duì)于我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的。

2、二、實(shí)習(xí)內(nèi)容了解柳州化工股份有限公司的 概況， 生產(chǎn)安全的重要性， 和 柳州化工股份有限 公司的合成分廠、凈化分廠、尿素分廠、硝酸分廠的生產(chǎn)概況和生產(chǎn)原理。三、公司總體情況簡介公司經(jīng)營范圍： 硝酸銨、硝酸、氮肥、純堿、硝酸鈉、亞硝酸鈉、 工業(yè)甲醇、 工業(yè)甲醛、液氨、硫磺、重堿制造，煤炭的銷售；經(jīng)營本企業(yè)自產(chǎn)產(chǎn)品及相關(guān)技 術(shù)出口業(yè)務(wù)（國家限定公司經(jīng)營或禁止出口的商品除外） ；經(jīng)營本企業(yè)生產(chǎn)、科 研所需的原輔材料、機(jī)械設(shè)備、儀器儀表、零配件及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)口業(yè)務(wù)（國家 限定公司經(jīng)營和禁止進(jìn)口的商品除外） ；經(jīng)營本企業(yè)的進(jìn)料加工和“三來一補(bǔ)” 業(yè)務(wù)。公司是廣西最大的化肥化工生產(chǎn)企業(yè)之一， 主要從事化肥

3、和化工產(chǎn)品的生產(chǎn) 和銷售，產(chǎn)品包括：合成氨、尿素、硝酸銨、純堿、氯化銨、硝酸鈉、亞硝酸鈉、 碳銨、硫磺、液氨、硝酸、甲醇、甲醛等，其中合成氨為中間產(chǎn)品。本公司目前 年生產(chǎn)能力為合成氨 55 萬噸，合成氨綜合能耗、硝酸銨生產(chǎn)成本以及經(jīng)濟(jì)效益 等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在以煤焦為原料的中氮企業(yè)中處于領(lǐng)先， 是全國中、 小氮肥企業(yè) 的示范廠。四、硝酸分廠產(chǎn)品簡介硝酸一分廠主要產(chǎn)品是：稀硝酸、亞硝酸鈉、硝酸鈉。1. 硝酸: 硝酸是五價(jià)氮的含氧酸 ,純硝酸是無色液體 , 相對(duì)密度 1.5027, 熔點(diǎn)-42 C ,沸點(diǎn)86 C。一般工業(yè)品帶微黃色。含硝酸 86%- 97.5%以上的濃硝酸又稱 發(fā)煙硝酸 , 它是溶有

4、二氧化氮的紅褐色液體 , 在空氣中猛烈發(fā)煙并吸收水分。 硝酸 是強(qiáng)氧化劑 ,有強(qiáng)腐蝕性 ,在生產(chǎn)、使用和運(yùn)輸中要注意安全。與硫酸不同 ,硝酸 與水會(huì)形成共沸混合物。在101.32 kPa下共沸點(diǎn)溫度為120.5 C,相應(yīng)的硝酸濃 度為 68.4%。將稀硝酸脫水 , 制成超共沸酸 （ 即濃度超過共沸點(diǎn)時(shí)的硝酸濃度 ）, 經(jīng) 蒸餾最后才能制得濃硝酸。2. 硝酸鈉：英文名為 sodium nitrate ，化學(xué)式為 NaNO，3 相對(duì)分子質(zhì)量為 85.01，熔點(diǎn)為306.8 C,密度為2.257克/立方厘米（20C時(shí)），為無色透明或 白微帶黃色菱形晶體。其味苦咸，易溶于水和液氨，微溶于甘油和乙醇中，

5、易潮 解，特別在含有極少量氯化鈉雜質(zhì)時(shí)，硝酸鈉潮解性就大為增加。在加熱時(shí)，硝 酸鈉易成分解成亞硝酸鈉和氧氣。硝酸鈉可助燃，須存儲(chǔ)在陰涼通風(fēng)的地方3. 亞硝酸鈉的理化性質(zhì)：白色至淡黃色粒狀結(jié)晶或粉末，無味，易潮解，有毒，微溶于醇及乙醚，水溶液呈堿性，PH值約為9.相對(duì)密度（水=1g/cm3）:2.17g/cm3 ;熔點(diǎn)：271C ；沸點(diǎn)320C（分解）。屬強(qiáng)氧化劑又有還原性，在空 氣中會(huì)逐漸氧化， 表面則變?yōu)橄跛徕c， 也能被氧化劑所氧化； 遇弱酸分解放出棕 色二氧化氮?dú)怏w； 與有機(jī)物、 還原劑接觸能引起爆炸或燃燒， 并放出有毒的刺激 性的氧化氮?dú)怏w；遇強(qiáng)氧化劑也能被氧化，特別是銨鹽，如與硝酸銨、

6、過硫酸銨 等在常溫下，即能互相作用產(chǎn)生高熱，引起可燃物燃燒。亞硝酸鈉（NaNO2,俗稱亞硝酸鹽，是亞硝酸根離子與鈉離子化和生成的無機(jī)鹽。 亞硝酸鈉易潮解，易溶于水和液氨，其水溶液呈堿性，其 pH 約為 9，微溶于乙 醇、甲醇、乙醚等有機(jī)溶劑。亞硝酸鈉有咸味，又是被用來制造假食鹽。亞硝酸 鈉暴露于空氣中會(huì)與氧氣反應(yīng)生成硝酸鈉。若加熱到320C以上則分解，生成氧氣、氧化氮和氧化鈉。接觸有機(jī)物易燃燒爆炸。本品與肉制品中肌紅蛋白、血紅 蛋白生成鮮艷、 亮紅色的亞硝基肌紅蛋白或亞硝基血紅蛋白而護(hù)色時(shí)，尚可產(chǎn)生腌肉的特殊風(fēng)味。 亞硝酸鈉是工業(yè)用鹽， 它是一種白色不透明晶體， 形狀很像食 鹽。亞硝酸鹽對(duì)人體

7、有害， 可使血液中的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白， 失 去運(yùn)輸氧的能力而引起組織缺氧性損害。亞硝酸鹽不僅是致癌物質(zhì)，而且攝入 0.2-0.5g即可引起食物中毒，3g可致死。而亞硝酸鹽是食品添加劑的一種，起 著色、防腐作用，廣泛用于熟肉類、灌腸類和罐頭等動(dòng)物性食品。鑒于亞硝酸鹽 對(duì)肉類腌制具有多種有益的功能， 現(xiàn)在世界各國仍允許用它來腌制肉類， 但用量 嚴(yán)加限制。有吸濕性。加熱至320C以上分解。在空氣中慢慢氧化為硝酸鈉。遇弱酸分解放出棕色三氧化二氮?dú)怏w。 溶于1.5份冷水、0.6份沸水，微溶于乙醇。 水溶液呈堿性，pH約9。相對(duì)密度2.17。熔點(diǎn)271C。有氧化性，與有機(jī)物接觸 能燃燒和爆炸

8、，并放出有毒和刺激性的過氧化氮和氧化氮的氣體。中等毒，半數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口）180mg/kg。儲(chǔ)存 密封陰涼干燥保存。用途色層分析。點(diǎn)滴分析用以定汞、鉀和氯酸鹽。重氮化試劑。亞硝化試劑。土壤分析。肝功能 試驗(yàn)中測定血清膽紅素。安全措施貯于陰涼干燥處，遠(yuǎn)離火種、熱源切忌與食用化學(xué)品、還原劑、金屬粉末等共儲(chǔ)混運(yùn)注意個(gè)體防護(hù)， 嚴(yán)禁身體直接接觸滅 火：霧狀水、砂土五、硝酸一分廠生產(chǎn)工藝流程1. 硝酸鈉、亞硝酸鈉生產(chǎn)工藝原理：1.1氧化：將合成車間來的氨氣和由鼓風(fēng)機(jī)吸入的空氣混合成氨 -空混合氣 后，進(jìn)入氧化爐，經(jīng)過34層鉑金網(wǎng)觸媒在810C左右的高溫下，氧化成Nx氣 體然后進(jìn)入廢熱鍋爐，講溫度降至

9、 210C左右送到堿吸收工段。4NH3 5O2 =4NO 6H2O 216700K1.2、 溶堿：將純堿分廠的純堿溶液和二次堿液進(jìn)行處理，得到合格的堿液。（純堿是什么）1.3、堿吸收：用溶堿工段送來的堿吸收 Nx氣體，制備合格的中和液，供 蒸發(fā)崗位用，同時(shí)將放空尾氣中的 Nx氣體含量降至200PPM以下。吸收方程式為：主反應(yīng)：NO NO2 NazCOs =2NaNO2 CO2副反應(yīng)：2NO2 NazCOs 二 NaNOs NaNO? CO21.4轉(zhuǎn)化：生產(chǎn)過程中積累下來的NaN3母液，在轉(zhuǎn)化塔內(nèi)與硝酸反應(yīng)，通 過NOx氣體攪拌與蒸汽間接 加溫，使溶液中的亞硝酸鈉完全轉(zhuǎn)化為硝酸鈉，呈 微酸性溶液

10、打入轉(zhuǎn)化中和槽中，用純堿中和成微堿性，制成合格的硝酸鈉溶液, 送到轉(zhuǎn)化液儲(chǔ)槽供蒸發(fā)用。反應(yīng)方程式：轉(zhuǎn)化塔.3NaNO2 2HNO3 =3NaNO3 2N0 出0-33.179NaNO2 N02 =NaNO3 NO 17.719KJ中和槽：Na2CO3 2HNO3 =2NaNO3 CO2 H2O1.5、蒸發(fā)：將來自轉(zhuǎn)化崗位的轉(zhuǎn)化液和來自堿吸收的中和液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。1.6、結(jié)晶：將來自蒸發(fā)的濃縮液通過閃蒸降溫、分級(jí)結(jié)晶，分別形成NaNQ 結(jié)晶顆粒和NaNO3結(jié)晶顆粒，并通過稠厚器自然沉降，進(jìn)一步提高晶漿固液比，供分離機(jī)分離。1.7、分離：將稠厚器來的硝酸鈉母液或亞硝酸鈉母液晶漿用分離機(jī)進(jìn)行固 液分

11、離，去掉水分，達(dá)到工藝指標(biāo)要求。2. 硝酸生產(chǎn)工藝原理2.1氨氧化主要反應(yīng)有：4NH3 5O2 =4NO 6H2O這是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)。反應(yīng)溫度760840E ,壓力0.11.0MPa,通過鉑網(wǎng)的 線速度大于0.3 m/s,氧氨比（。2 / NH 3 ）為1.72.0,在以上工藝條件下,氨的 氧化率可達(dá)95%97%2.2 NO的氧化 出氨氧化反應(yīng)器（亦稱氧化爐）的反應(yīng)氣經(jīng)廢熱鍋爐和氣體 冷卻器分出冷凝稀酸后，在低溫下（小于200r）利用反應(yīng)氣中殘余的氧繼續(xù)氧化 生成no2 :2NO O2 =2NO2112.6kJ/molNO NO2 =N2O3 40.2kJ/mol2NO2 譏04 56.9kJ

12、/mol其中生成N2O3和N2O4的反應(yīng)，速度極快（分別為0.1 s和10- 4 s）,而生成 N02的反應(yīng)則慢得多（約20 s左右）,因此是整個(gè)氧化反應(yīng)的控制步驟。上列三個(gè) 反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)后，摩爾數(shù)減少，因此降低反應(yīng)溫度，增加壓力有利于 NO氧化反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)溫度低于 200C ,壓力為0.8MPa時(shí)a -NO接近100%常壓 時(shí)a -NO也能達(dá)到90%以上,實(shí)際操作時(shí)a -NO在70%80%間,反應(yīng)氣即可送吸 收塔進(jìn)行吸收操作。NO的氧化是一個(gè)非催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間比氨氧化反應(yīng)長 得多,前者為20 s左右,而后者僅為2X I0s。當(dāng)氧氨比丫 =1.72.0時(shí)，相應(yīng)的 氨濃度為1

13、1.5%9.5%,為加速NO勺氧化速度，此時(shí)需配入二次空氣（它又可用作 漂白塔的吹出氣）,將反應(yīng)氣中氧濃度控制在7.0%左右。2.3吸收 吸收在加壓下進(jìn)行。氮氧化合物中除NO外,其他的氮氧化合物在 吸收塔內(nèi)與水發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2 HOHNOs HNO2116.1kJ/molN2O4 H2O=HNO3 HNO2 59.2kJ/molN2O3 H2O=2HNO3 55.7kJ/mol因在常溫下N2O3很容易分解成NO和NO?,因此由上列第三式生成HNO2的 量不大,可以忽略不計(jì)。上列各式生成的 HNO2只有在溫度低于0C,以及濃度極 小時(shí)方才穩(wěn)定，在工業(yè)生產(chǎn)條件下，它會(huì)迅速分解：3HNO2=H

14、NO3 2NO H2O-75.9kJ/mol因此，用水吸收氮氧化物的總反應(yīng)式可寫作：3NO2 H2O=2HNO3 NO 136.2kJ/mol即NQ中2/3生成硝酸酸,1/3變成NO,它仍需返回到氧化系統(tǒng)參與氧化反 應(yīng),而且由于受共沸酸濃度的限制，硝酸濃度不會(huì)很高，一般在60流右。現(xiàn)有的 稀硝酸生產(chǎn)方法有 5種，即常壓法、中壓法（0.250.50MPa）、高壓法（0.7 1.2MPa）、綜合法（氧化為常壓、吸收為加壓）和雙加壓法（氧化為中壓，吸收為高 壓）。常壓法氧化和吸收都在常壓下進(jìn)行，設(shè)備投資和動(dòng)力消耗都較省，但制得的 硝酸濃度不高，僅為45%52%排出的尾氣中，氮化物NOx（NONO2及

15、其他氮化物 的總稱）含量高，要增加處理裝置，經(jīng)治理后才能排入大氣。中壓法、高壓法和雙加壓法氧化和吸收都在加壓下進(jìn)行，設(shè)備投資和動(dòng)力消 耗大，但制得的酸濃度高,可達(dá)6572%尾氣中氮化物NOX的含量比較低，容易處 理或直接排放。其中雙加壓法加壓方式合理,吸收率達(dá)99.5%,尾氣中NOx只有180 ppm左右,可直接經(jīng)煙囪排入大氣，因此是值得大力推廣的生產(chǎn)方法。綜合法氧化 在常壓下進(jìn)行，吸收在加壓下進(jìn)行，設(shè)備投資和動(dòng)力消耗介與常壓和加壓之間，硝 酸濃度仍可達(dá)到65%72%六、生產(chǎn)工藝流程介紹1. 氧化工藝流程來自合成氨系統(tǒng)的氨氣，壓力位 0.150.25MPa,溫度為015C,經(jīng)氨氣過濾 器過濾后

16、，進(jìn)入氨氣預(yù)熱器，用0.5MPa的飽和蒸汽預(yù)熱至 60C，經(jīng)減壓至0.12MPa,再經(jīng)氨氣緩沖罐進(jìn)入 A, B玻璃管過濾器下部的氨空混合器，與來自 A,B空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣混合，氨-空比通過比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制使混合器中的氨含 量在10.5%左右，混合后的氣體分別進(jìn)入 A,B氨氧化爐，在鉑銠鈀網(wǎng)上進(jìn)行氨的 接觸氧化，反應(yīng)式為：4NH3 5O2 =4NO 6H2O 216700K反應(yīng)溫度為810C左右，此反應(yīng)需嚴(yán)格控制氨-空比，因?yàn)楫?dāng)氨濃度值超過 一定值達(dá)到爆炸極限會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)，反之，氨濃度過低會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)溫度降低而 影響氨的氧化率，使工藝生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。反應(yīng)后的氣體進(jìn)入廢熱鍋爐，回收 熱量，副產(chǎn)0

17、.8MPa的飽和蒸汽，送外管網(wǎng)，氣體溫度降至200C左右送至堿吸收工段?？諝庾源髿庵腥〉茫?號(hào)，2號(hào)系統(tǒng)經(jīng)瓷環(huán)除塵機(jī)呢袋過濾進(jìn)入空氣鼓 風(fēng)機(jī)并輸送到1號(hào)系統(tǒng)混合塔，空氣由底部入塔。2號(hào)系統(tǒng)進(jìn)入混合器。3號(hào)系 統(tǒng)空氣從大氣取得經(jīng)自潔式過濾器過濾后進(jìn)入3號(hào)系統(tǒng)混合器。氣氨來自外管，經(jīng)過液氨分離器，分離液氨及油污等雜物，氣氨經(jīng)過呢袋氨 過濾器凈化后進(jìn)入1號(hào)系統(tǒng)混合塔底部，2號(hào)系統(tǒng)進(jìn)入2號(hào)系統(tǒng)混合器，3號(hào)系 統(tǒng)進(jìn)入3號(hào)系統(tǒng)混合器，在塔內(nèi)或容器內(nèi)與空氣混合制成含氨 10.0-11.5%的安 控氣混合氣。氨-空氣混合氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至60-80 C，預(yù)熱后經(jīng)紙板過濾器進(jìn)一步凈化， 然后自上而下進(jìn)入 氧化爐，

18、經(jīng)鉑網(wǎng)接 觸氧化，生 成的氧化氮?dú)怏w溫 度為 810-830 C,經(jīng)廢熱鍋爐和預(yù)熱器進(jìn)行熱交換后，使氣體溫度降至 180-210 C左 右，進(jìn)入壓縮工序，2號(hào)系統(tǒng)57號(hào)廢熱鍋爐付產(chǎn)的蒸汽輸送到 0.6MPa蒸汽網(wǎng) 管，其他鍋爐付產(chǎn)的蒸汽輸送到1.2MPa蒸汽管網(wǎng)。鍋爐水來自208。工藝參數(shù)氨空比： 911%氧化爐溫度：790830C廢熱鍋爐出口溫度：180200C廢熱鍋爐蒸汽壓力： 0.8MPa鍋爐水堿度： 600800PPM氧化率：96%系統(tǒng)壓力：w 0.08MPa2. 溶堿工藝流程溶堿用水要共分三部分： 第一部分來自亞納工藝蒸汽冷凝液， 第二部分來自 硝鈉工藝蒸汽冷凝液， 第三部分為亞納真

19、空水槽循環(huán)用水， 此外還有一部分脫鹽 水。它們分別進(jìn)入相應(yīng)的工藝?yán)淠翰酆螅?送往溶堿槽內(nèi)進(jìn)行溶堿， 散裝純堿通 過傳輸帶送入溶堿槽內(nèi)配制成合格的新鮮堿液。 新鮮堿液經(jīng)堿液泵打入堿吸收 1 號(hào)， 5 號(hào)， 6 號(hào)吸收塔和轉(zhuǎn)化堿液高位槽，降至一定堿度的來自堿吸收第一吸收 塔的堿液進(jìn)入貧液槽內(nèi)， 補(bǔ)充部分純堿或高濃度新鮮堿液后， 供 2號(hào)至 4號(hào)堿塔 用。3. 堿吸收工藝流程由氨氧化工段來的NOx氣體，分別進(jìn)入兩套堿吸收系統(tǒng)，從2號(hào)塔出來的氣 體經(jīng)過閥門控制調(diào)節(jié)，一部分去轉(zhuǎn)化塔，一部分與轉(zhuǎn)化塔來的NOx氣體混合后進(jìn) 入3號(hào) 堿吸收塔，從3號(hào)堿吸收塔出來的NOx氣體一次進(jìn)入4號(hào)，5號(hào) 堿吸 收塔，最

20、后兩系統(tǒng)氣體合并后進(jìn)入 6號(hào)塔，再通過催化還原系統(tǒng)達(dá)標(biāo)排后經(jīng)過尾 氣排氣系統(tǒng)。新鮮堿液由溶堿工段堿液泵送來，進(jìn)入兩臺(tái) 1 號(hào)， 5 號(hào)和 6 號(hào)塔進(jìn)行循環(huán)吸 收，通過水冷器控制吸收溫度， 使氣體中水蒸氣冷凝以除去水分， 當(dāng)堿液降至到 規(guī)定指標(biāo)時(shí)， 再送回溶堿工段， 重新補(bǔ)充部分純堿后送入二次堿液儲(chǔ)備罐， 由泵 打入 2 號(hào) 3 號(hào) 4 號(hào)塔循環(huán)使用，由 2 塔制備的中和液送入中和間槽后再由泵送至 中和液儲(chǔ)備槽中， 供蒸發(fā)崗位使用。 6 號(hào)塔為洗滌塔， 對(duì)吸收尾氣進(jìn)行洗滌凈化， 經(jīng)氣液分離器分離后經(jīng)尾氣換熱器， 尾氣加熱器提溫后去催化還原系統(tǒng)進(jìn)一步處 理。4. 轉(zhuǎn)化工藝流程從堿吸收來中和液或亞納

21、母液進(jìn)入轉(zhuǎn)化塔進(jìn)液槽， 由轉(zhuǎn)化塔進(jìn)液泵一路打入 轉(zhuǎn)化塔上部，經(jīng)噴頭灑在母液分布盤上，和稀硝酸反應(yīng)；另一路打入洗氣塔。從酸吸收來的稀硝酸， 首先進(jìn)入稀硝酸儲(chǔ)槽中， 后被稀硝酸泵打入轉(zhuǎn)化塔上 部，經(jīng)噴頭噴灑在酸液分布盤上，另一路去廢酸槽作為蒸發(fā)器酸洗用酸。在轉(zhuǎn)化塔的填料層上， 亞納母液或中和液與稀硝酸接觸發(fā)生反應(yīng)， 生成硝酸 鈉并放出NOx氣體，經(jīng)洗氣塔，氣液分離器后，NOx氣體去3號(hào)或4號(hào)堿吸收塔。轉(zhuǎn)化塔底有蒸汽間接和直接加熱盤管， 提供反應(yīng)所需要的熱量， 來自堿吸收 2號(hào)塔的NOx氣體對(duì)塔底進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)完全。從轉(zhuǎn)化塔底出來的轉(zhuǎn)化液呈酸性， 經(jīng)分析酸度合格后， 轉(zhuǎn)化液在系統(tǒng)壓力及 位差作用下

22、壓入轉(zhuǎn)化中和槽；用堿高位槽中的堿液進(jìn)行中和，使堿液呈微堿性， 合格后用轉(zhuǎn)化液泵送至轉(zhuǎn)化液貯槽中， 再經(jīng)過轉(zhuǎn)化液泵送至硝酸鈉蒸發(fā)器供蒸發(fā) 用；部分轉(zhuǎn)化液回流到轉(zhuǎn)化液貯槽中。轉(zhuǎn)化中和產(chǎn)生的尾氣與轉(zhuǎn)化氣液分離器 NOx出口管會(huì)合進(jìn)入3號(hào)堿吸收塔。5. 蒸發(fā)工藝流程5.1 中和液由中和液泵打入 1 號(hào)亞硝酸鈉蒸發(fā)器中，另一路回流到中和液 槽，由蒸汽管網(wǎng)來的蒸汽進(jìn)入 1號(hào)蒸發(fā)器的加熱室中， 把溶液加熱只沸騰， 產(chǎn)生 的二次蒸汽進(jìn)入 2 號(hào)真空蒸發(fā)器中的加熱室， 從第一效蒸發(fā)器出來的溶液靠負(fù)壓 吸入 2 號(hào)蒸發(fā)器中， 蒸發(fā)后的高濃縮液進(jìn)入亞硝酸鈉結(jié)晶機(jī)的循環(huán)管中， 二次蒸 發(fā)器出來的蒸汽經(jīng)蒸發(fā)冷凝后，未冷

23、凝的氣體被水射真空器帶走吸收。5.2 轉(zhuǎn)化液貯槽中的轉(zhuǎn)化液經(jīng)轉(zhuǎn)化液泵一路回流到轉(zhuǎn)化液貯槽。另一路由 閥門控制打入 1 號(hào)蒸發(fā)器中， 被從總管來的蒸汽加熱至沸騰， 產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn) 2 號(hào)蒸發(fā)器的加熱室中，從第一效出來的溶液靠負(fù)壓吸入 2 號(hào)蒸發(fā)器中，蒸發(fā)后 的高濃縮液流到硝酸鈉結(jié)晶機(jī)循環(huán)管中，二效蒸發(fā)器出來的蒸汽經(jīng)蒸汽冷凝器 后，未冷凝的氣體被水射真空器帶走吸收。5.3 真空系統(tǒng)由水射器，水噴射泵，結(jié)晶冷凝器，循環(huán)水槽組成。二效蒸發(fā)器出來的二次蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器進(jìn)一步被冷凝至循環(huán)水槽， 不凝性氣體被水 射泵抽至循環(huán)水槽后放空。6. 結(jié)晶工藝流程從亞硝蒸發(fā)器來的溫度較高的濃縮液被結(jié)晶機(jī)的負(fù)壓吸入

24、循環(huán)管， 與軸流泵 送來的循環(huán)液混合后進(jìn)入結(jié)晶機(jī)的閃蒸室， 進(jìn)行真空閃蒸， 進(jìn)一步除去水分， 并 降低溫度。 閃蒸后的溶液經(jīng)大氣腿進(jìn)入結(jié)晶槽底部， 然后經(jīng)過流態(tài)化的晶床向上 返，過飽和度促使結(jié)晶顆粒逐漸長大， 按顆粒大小自下而上分級(jí)懸浮， 固液比耶 從下而上逐漸降低， 濃縮液上升到軸流泵入口處基本上邊城清夜， 其中一部分被 軸流泵送的閃蒸室進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)， 保持結(jié)晶機(jī)溫度， 另一部分清夜從隘口流入硝 鈉母液貯槽。從硝鈉蒸發(fā)器來的濃縮液經(jīng)過如上流程， 所不同的是另一部分清液從隘口留 入一次母液貯槽。結(jié)晶槽底部的大顆粒結(jié)晶從晶漿取出管取出進(jìn)入稠厚器中， 經(jīng)自然沉降后結(jié) 晶顆粒從底部放出，進(jìn)入分離機(jī)。

25、部分一次母液或二次母液由泵打到三樓， 經(jīng)節(jié)閥控制返回結(jié)晶槽內(nèi)， 以保持 結(jié)晶槽液面在規(guī)定范圍內(nèi)。7. 分離工藝流程 分離機(jī)所需的晶漿是從亞硝結(jié)晶機(jī)和硝鈉結(jié)晶機(jī)取出，分別在稠厚器增稠 后，經(jīng)旋塞閥控制加料后進(jìn)入分離機(jī)。經(jīng)分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓的推料分離，脫去水分，達(dá) 到規(guī)定要求的亞硝酸鈉和硝酸鈉經(jīng)分離機(jī)下料斗， 給料機(jī)輸?shù)揭粯呛娓蓹C(jī)。 分離 出來的母液，經(jīng)分離機(jī)排液管到一次母液貯槽和二次母液貯槽。8. N0x氣體流程從氧化工序送來的180C左右NOx氣體經(jīng)氣體冷器冷卻降溫至 60-70 C后， 再經(jīng)過冷凍水氣冷器進(jìn)一步降低溫度至 35-45 C后于二次空氣和漂白空氣混合， 進(jìn)入透平機(jī)一段入口，一段出口 NO

26、x氣體進(jìn)入中冷器，冷卻后回到二段入口，二 段出口的NOx氣體進(jìn)入氧化器進(jìn)行充分氧化，氧化器出來的氣體中的NO已大部分轉(zhuǎn)化為NO2在尾氣預(yù)熱器中與尾氣進(jìn)行熱量交換，降低 NO2氣體溫度，在進(jìn) 入吸收塔之前再經(jīng)快冷器進(jìn)一步將 N02溫度降為35-60 C,依次從1號(hào)2號(hào)吸收 塔底部進(jìn)入與塔頂所加軟水進(jìn)行逆向接觸，并控制酸吸收率在 98流右，未能吸 收的NOx混合氣體從2號(hào)吸收塔頂部出來經(jīng)氣液分離器后進(jìn)入尾氣預(yù)熱器，升溫 后的尾氣進(jìn)入氨催化反應(yīng)器，尾氣中的氮氧化物與氣氨反應(yīng)，進(jìn)一步脫除氮氧化 物后，進(jìn)入透平機(jī)膨脹段回收能量，三個(gè)系統(tǒng)的尾氣匯合后，進(jìn)入CDM尾氣減排 系統(tǒng)，分解尾氣中的溫室氣體 N20

27、然后經(jīng)煙囪排入大氣。9. 硝酸尾氣的處理目前,國內(nèi)外硝酸尾氣的處理可歸納為三大類，即：催化劑還原法、各種溶劑 吸收法和固體物質(zhì)(如分子篩)吸附法。工業(yè)上廣泛采用第1、2類。此外,還有少 數(shù)采用稀釋法，催2沮述履法對(duì)分為選擇性刖曲選擇一種，均采用鉑、鈀、銠和釘?shù)荣F 金屬作催化劑，A選擇件坯原f云 任250350C下進(jìn)行,還原劑為NH3,發(fā)生以下三個(gè)主要反 應(yīng)：4NH3 6NO =5N2 6H2O 1809.7kJ/mol8NH3 6NO2 =7N2 12H2O 2735.3kJ/mol4NO 4NH3 O2 =4N2 6H2O此外還有極少量NO和N2O生成。本法NOx轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%尾氣中NOx

28、含量 小于200 ppm,NH3： NOx=1無過氨。此法的缺點(diǎn)是需消耗大量的氨 (6 kg NH3/t 硝酸)。B非選擇性還原法 利用H2和甲烷作還原劑,在400800E ,將硝酸尾氣中的NOx除去。反應(yīng)式可表達(dá)如下：2H2 O2 =2H2O(1)H2 NO2 二 NO H2O(2)2H2 2NO 二 N2 2H2O(3)CH4 2O2 二 CO2 2H2O(4)CH 4 4NO2 =4NO CO2 2H2O(5)CH 4 4NO =22 CO2 2H2O(6)上列6式中,(1)和 是供熱反應(yīng),(2)和(5)為脫除NO2稱為脫色反應(yīng))的反 應(yīng),（3）和（6）為消毀反應(yīng)，如果燃料氣不足，只能使

29、N02還原為NO并燒去一部分 02還原劑又是供熱用燃料,故稱為非選擇性還原。本法也能將 NOx脫除至小于 200 ppm,但是要消耗大量燃料氣，800 C高溫尾氣帶走的熱量應(yīng)充分利用以減少 熱損失*（2）溶液吸收法A誠液股收法 采叩3誡戍NaOH水溶液作吸收劑，因純堿制作方便，價(jià)格便 宜，在國內(nèi)外應(yīng)用比NaOH水溶液多。純堿吸收的主要反應(yīng)為：NO NO2 NaNO2 =2NaNO2 CO2NOX的吸收率可達(dá)50%- 80%亞硝酸鈉可回收利用。80年代上?；ぱ芯吭?開發(fā)成功“改進(jìn)堿吸收處理硝酸尾氣技術(shù)”（簡稱配氣法）。具體做法是在硝酸尾 氣中引進(jìn)濃的NOx配成NO2 NO摩爾分子數(shù)相當(dāng)?shù)乃嵛矚?/p>

30、，用堿吸收該尾氣，副 產(chǎn)亞硝酸鈉和硝酸鈉產(chǎn)品，尾氣中NOx從20008000 ppm降至800 ppm,既可改 善環(huán)境,又可獲得亞硝酸鈉和硝酸鈉產(chǎn)品，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。該法適用于常 壓法、綜合法和0.45MPa全加壓法硝酸生產(chǎn)裝置。B巫航酸溶液吸收法利用晞峻毘氣卜收旳）丄屮液（亞硫酸銨和亞硫酸氫銨） 來洗滌硝酸尾氣中的NOx達(dá)到較好的綜合效果，吸收率可達(dá)75%以上。吸收反應(yīng) 如下：4（NH4）2SO3 2NO2 =4（NH4）2SO4 N22NH4OH 2NO2 =2NH4NO3 N22NH4OH N2O3 H2Onh4hso3 nh4oh =（nh4）2sq h2o上述反應(yīng)中第1個(gè)是主要

31、反應(yīng)。由上面敘述可知，本法是企業(yè)綜合治理各類 尾氣的中間一環(huán)，應(yīng)用有一定局限性。C肚長吸收法 采用也般吸收法史興的吸枚鄧枳和較低的吸閱J度，以取 得更好的吸收效果。此法適合高壓法（如0.60.8MPa以上全加壓法）,可使吸收 后的NOx氣部分排出，部分返回吸收塔進(jìn)口，本法缺點(diǎn)是增加了投資費(fèi)用。D打晞?wù)?喩如帆抽吸收法在硝陵屮諾汕訓(xùn)刃；，用來吸收尾氣中的NO使后 者氧化、吸收生成硝酸。例如在濃度為10%30%1肖酸中添加釩鹽2%3%（以 V2O5 計(jì)）,逆向吸收尾氣，能將含NOx80（3000 ppm尾氣（停留時(shí)間約130秒）中的NOx 脫除90%以上 ,富液用100C的少量空氣解吸,NOx返回

32、硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)。E 俏酸吸攻法 以I液比35 : 1,氣溫20C,用濃度20% 30%不含NOX勺HNO3 處理含NO1%2%勺尾氣,脫除率可達(dá)90%用空氣解吸出NOx后者返回硝酸生產(chǎn) 系統(tǒng)。以上五法中，以堿液吸收法應(yīng)用最為普通。柳化用的就是堿液吸收法。時(shí)依物幀吸護(hù)|法此法用分子諱、匸臥舌性炭及嗟子交換樹脳等忸依 物質(zhì)作吸附劑，其中活性炭的吸附容量最高，分子篩次之，硅膠較差。分子篩不吸 附NO所以要先將NO氧化成NO2可用熱空氣和蒸汽再生分子篩,回收NOx,但再 生周期短,在國內(nèi)外未彼晉怨采HL七、氨氧化催化劑和催化機(jī)理簡介采用的催化劑都為鉑合金，常用的有Pt-Rh,Pt-Rh-Pd二元和三元合

33、金，有的 鉑合金中還加進(jìn)Co Ni和Mo等金屬以降低催化劑成本和減少鉑在 1500E高溫 下的揮發(fā)性消耗。通常所使用的鉑絲直徑為0.0400.10 mm鉑網(wǎng)上不為鉑絲占據(jù)的自由面積是整個(gè)面積的 50%60%新鉑網(wǎng)表面光滑而且具有彈性，活性小， 為此需經(jīng)活化處理。方法是用氫氣火焰進(jìn)行烘烤，使之變得疏松、粗糙,從而增大 反應(yīng)接觸表面積?？諝庵械幕覊m(各種金屬氧化物)和氨氣中可能夾帶的鐵銹和油 污等雜質(zhì),會(huì)遮蓋在鉑網(wǎng)表面，造成催化劑暫時(shí)中毒,H2S也會(huì)使鉑網(wǎng)催化劑暫時(shí) 中毒，但水蒸氣對(duì)鉑網(wǎng)無毒害，僅會(huì)降低鉑網(wǎng)的溫度。為此，原料氣在混合前必須 經(jīng)過凈化處理。即使如此,催化劑在使用36個(gè)月后仍需進(jìn)行再生

34、處理。再生方 法是將鉑網(wǎng)從氧化爐取出，浸泡在10%50%勺鹽酸溶液中，在6070C下恒溫 12 h,然后分離再用蒸餾水洗至中性，最后鉑網(wǎng)經(jīng)干燥和在氫氣火焰中灼燒活 化后,裝入氧化爐重新參與反應(yīng)。氨催化氧化的反應(yīng)機(jī)理，與SO2和 O2在V2O5崔化劑上的反應(yīng)相仿，包括以下 幾個(gè)步驟：氨催化氧化工藝條件的選擇 氨接觸氧化的工藝，首先要保證有高的氧化率， 這樣可降低氨的消耗和硝酸的生產(chǎn)成本，常壓下氧化率可達(dá)97%98.5%,加壓下 也可達(dá)96%97%其次是應(yīng)考慮有較高的生產(chǎn)強(qiáng)度和比較低的鉑消耗，最大限度 地提高鉑網(wǎng)工作時(shí)間，從而達(dá)到操作的穩(wěn)定性，匚產(chǎn)的連顒A溫度氨氧化生成一氧化氮雖在145C時(shí)已開始

35、，但到300400C時(shí)生成量 仍舊很少,主要還是生成單質(zhì)氮(N2)和水蒸氣。要使一氧化氮產(chǎn)率達(dá)到97%98%, 反應(yīng)溫度必須不低于780C。但反應(yīng)溫度過高，由于一氧化氮分解，一氧化氮產(chǎn)率 不但不升高,還會(huì)有下降的可能,而且當(dāng)反應(yīng)溫度高于 920E時(shí),鉑的損失將大大 增加（主要是鉑在高溫下?lián)]發(fā)加?。Ｒ话惆痹诔合麓呋趸瘻囟瓤刂圃?780 840r ,加壓下為8709001：.B壓力從反應(yīng)本身看，操作壓力對(duì)于一氧化氮的產(chǎn)率沒有影響，加壓氧化（如 在0.81.0MPa下操作）比常壓氧化的氧化率還要低 1%2%,但鉑催化劑的生產(chǎn) 強(qiáng)度卻因此而大為提高。例如常壓下每公斤鉑催化劑每晝夜只能氧化1.5噸

36、氨,而在0.9MPa下可氧化10噸氨，同一設(shè)備生產(chǎn)能力可提高56倍。但壓力過高， 加劇了氣體對(duì)鉑網(wǎng)的沖擊，鉑網(wǎng)的機(jī)械損失（摩擦、碰撞后變成粉末）增大，因此一 般采用0.30.5MPa，國外也有高達(dá)1.0MPa的，C接觸時(shí)間混合氣體通過鉑催化劑層的時(shí)間稱為接觸時(shí)間。為保證氨的氧化率達(dá)到最大值，接觸時(shí)間不能太長（即氣流線速度太慢），因?yàn)檫@要降低設(shè)備的生 產(chǎn)能力,而且氨容易分解成單質(zhì)氮，使氧化率降低。接觸時(shí)間也不能太短，太短氨 來不及氧化就離開鉑催化劑層，同樣會(huì)使氧化率降低。生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，常壓下接觸 時(shí)間以10-4S左右為宜，加壓以1.55 X 10-4S左右為宜。D混合氣組成 提高混合氣中氧的濃度

37、，即增加催化劑表面原子氧的濃度，不 僅可強(qiáng)化氨氧化反應(yīng)，而且也有利于一氧化氮氧化成二氧化氮。但氨氧化反應(yīng)加 快,反應(yīng)熱增多，若溫度控制不好，就會(huì)燒壞催化劑，甚至?xí)劤杀ㄊ鹿?。圖 3-1-17示出了混合氣配比與氨氧化率的關(guān)系。由圖可見,直線1表示完全按生成一氧化氮反應(yīng)時(shí)的理論情況，曲線2表示生產(chǎn)實(shí)際情況。由曲線2可知，丫 =02 /NH3達(dá)到1.7后，氧化率已遞增不大，故一般將丫值維持在1.72.2之間， 此時(shí)氧的過剩量比理論值約高 30%不過，當(dāng)反應(yīng)溫度較高時(shí)，例如達(dá)到800E , 反應(yīng)速度已足夠快，丫值可稍微低一些，取1.51.6。若采用非鉑催化劑，由于它 的活性較小，丫值應(yīng)大于2,以保持足夠的氨氧化速度，否則氧化率會(huì)急劇降低。根據(jù)丫值就可求得混合氣體中氨的濃度在 9.5%11.5%范用:E爆炸及預(yù)防措施當(dāng)混合氣中氨達(dá)到一定濃度時(shí)，可能會(huì)引起爆炸。NH3-O2-N2混合氣體的爆炸極限示于表 3-1-11。在混合氣中通入水蒸氣，可使爆 炸極限范圍變窄，甚至消失。例如在混合氣中通入10%以上的水蒸氣時(shí)，在45E的溫度下已沒有爆炸危險(xiǎn)。因此在生產(chǎn)中一般都加入一定量的水蒸氣，這樣即使將氨濃度提高到13%- 14%2是女全的.：為防止爆