硝酸生产工艺
硝酸的生产工艺
硝酸的生产工艺硝酸是一种重要的无机化学品，广泛应用于化工行业和农业生产中。
硝酸的生产工艺主要有亚硝酸氧化法、铵盐法和硝基氧化法等。
1. 亚硝酸氧化法：亚硝酸氧化法是硝酸工业生产中最常用的方法。
该方法以氨为原料，通过两步反应生成硝酸。
首先，通过合成氨制取亚硝酸，然后将亚硝酸氧化为硝酸。
具体工艺如下：（1）合成氨制备亚硝酸反应。
在催化剂存在下，将氨与氧气在高温下反应得到亚硝酸：NH3 + O2 → HNO2 + H2O（2）亚硝酸氧化为硝酸反应。
在催化剂存在下，将亚硝酸与氧气反应得到硝酸：2HNO2 + O2 → 2HNO32. 铵盐法：铵盐法是通过铵盐来制备硝酸的方法。
这种方法主要有铵硫酸法和铵硝酸法两种。
具体工艺如下：（1）铵硫酸法。
将硫酸与氨反应得到硫酸铵，然后将硫酸铵在高温下脱水，生成硝酸：2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4(NH4)2SO4 → 2NH3 + H2SO4 + H2O2NH3 + H2SO4 + H2O + 1/2O2 → 2HNO3 + (NH4)2SO4（2）铵硝酸法。
将铵硫酸和硝酸反应得到硝酸铵，然后经过脱水处理，生成硝酸：HNO3 + NH4OH → NH4NO3 + H2ONH4NO3 → N2O + 2H2O2NH4NO3 → 2N2O + O2 + 4H2ON2O + 3O2 → 2N2O52N2O5 + H2O → 2HNO33. 硝基氧化法：硝基氧化法是将有机化合物中的氨基或羟基氧化为硝基的方法，然后生成硝酸。
这种方法适用于有机合成过程中的硝化反应。
具体工艺如下：R-NH2 + 2HNO3 → R-NO2 + 2H2O + H2OR-OH + HNO3 → R-ONO2 + H2O以上是硝酸的主要生产工艺，不同的工艺适用于不同情况下的生产需求。
在实际生产中，还需要考虑反应条件、催化剂的选择、产品纯度的控制等因素，以提高生产效率和产品质量。
同时，硝酸的生产过程涉及一些化学反应和氧化，所以在操作过程中需要注意安全措施，以防止事故发生。
工业硝酸的合成原理
工业硝酸的合成原理目前，硝酸是用氨催化氧化亲生产的，产品有稀硝酸（含量为45%-60%）和浓硝酸（含量为96%-98%），这里介绍稀硝酸的生产。
用氨催化氧化的方法制硝酸，主要有三步。
(l)氨的氧化从氨合成工段来的氨气和空气按一定比例混合，在铂网催化剂的作用下生成一氧化氨，其反应式为4NH3 +504 —4N0+6H2O △H = - 907.3 kj/mol(2) 一氧化氨继续氧化生成二氧化氨氨催化氧化后的气体中主要是NO、H2O以及没有参加反应的N2、02，将该气体冷却降温到150-180℃，NO继续氧化便可得到二氧化氨，反应式为2NO+O2 —2NO2 △HR = - 112.6 kj/mol(3)二氧化氨气体的吸收水吸收二氧化氨气体生成硝酸和一氧化氨，反应式如下：3NO2 +H20 - 2HNO3+NO △H; - -136.2 kj/mol从式可以看出，用水吸收的NO2，只有2/3生成硝酸，还有1/3转化为NO。
耍利用这部分NO，必须使其氧化为NO2，氧化后的NOz仍只有2/3被吸收，因此吸收后的尾气必有一部分NO排空，需要治理，否则污染环境。
工业上，氨的催化氧化，一般是在铂系催化剂存在下进行的。
铂系催化剂具有良好的选择性，既能加快反应，又能抑制其他副反应。
纯铂具有催化能力，但强度较差，若采用含铑10%的铂铑合金，不仅使机械强度增加，而且比纯铂的活性更高。
但铑价格昂贵，因此多采用铂、铑、钯三元合金，常见组成为铂93%、铑3%、钯4%。
根据操作压力的不同，氨氧化制稀硝酸工艺分为常压法、全加压法和综合法。
(l)常压法氨氧化和氨氧化物的吸收均在常压下进行。
该法压力低，氨的氧化率高，铂消耗低，设备结构简单。
吸收塔可采用不锈钢，也可采用花岗石、耐酸砖或塑料。
但该法成品酸浓度低，尾气中氨氧化物浓度高，需经处理才能放空，吸收容积大，占地多，故投资大。
(2)全加压法又分为中压(0.2-0.5 MPa)与高压(0.7-0.9 MPa)两种。
年产30万吨双压法稀硝酸工艺设计
年产30万吨稀硝酸工艺设计一、稀硝酸生产的主要原理解氨接触氧化法制硝酸的总反应式为:NH3+2O2===HNO3+H2O，反应可分三步进行：氨的接触氧化过程：在催化剂的作用下，将氨氧化为一氧化氮，其反应式为:4NH3+5O2====4NO+6H2O （1）一氧化氮氧化过程：将前一过程中生成的NO进一步氧化成NO2，其反应式为：2NO+O2====2NO2 （2）氮氧化物的吸收过程：用水吸收二氧化氮，从而得到产品硝酸，其反应式为：3NO2+H2O====2HNO3+NO （3）用此工艺可生产浓度为45%～60%的稀硝酸。
60年代后，硝酸生产的技术特点是，采用大型化组，适当的提高操作压力。
采用高效设备，降低原料及能量消耗，决尾气中氮氧化物的污染问题。
二、工艺条件的确定催化剂：铂系催化剂氨氧化工艺条件1. 温度在不同温度下，氨氧化后的反应生成物也不同。
低温时，主要生成的是氮气。
650℃时，氧化反应速率加快，氨氧化率达90%；700～1000℃时，氨氧化率为95%～98%。
温度高于1000℃时，由于一氧化氮分解，氨氧化率反而下降。
在650～1000℃范围内，温度升高，反应速率加快，氨氧化率也提高。
但是温度太高，铂损失增大，同时对氧化炉材料要求也更高。
因此一般常压下，氧化温度取750～850℃，加压氧化取870～900℃为宜。
2. 压力氨氧化反应实际上可视为不可逆反应，压力对于NO产率影响不大，但加压反有助于反应速度的提高。
在工业生产条件下，加压时氧化率比常压时氧化率低1%～2%。
尽管加压可导致氨氧化率降低，但由于反应速度的提高可使催化剂的生产强度增大。
尤其是压力提高可大大节省NO氧化和NO2吸收所用的昂贵不锈钢设备。
生产中究竟采用常压还是加压操作，应视具体条件而定。
一般加压氧化采用0.3～0.5MPa压力，国外有采用1.0MPa。
由于本设计选用全中压法，操作压力选为0.45MPa。
3. 接触时间混合气体在铂网区的停留时间称为接触时间。
硝酸生产工艺
摘要:简要介绍了国内外硝酸工业的技术及发展趋势,同时对双加压法的特点进行阐述,并提出了其发展前景及需关注的问题。
关键词:硝酸生产双加压法问题发展趋势前言硝酸工业的发展已有一百多年的历史，自从硝酸实现工业化生产以来,人们就把装置产量的提高,经济技术指标的优化和运行安全可靠作为追求的目标。
伴随着金属材料技术、设备机械制造技术、催化剂技术和控制技术的发展,硝酸生产的大型化、经济技术指标的先进化、控制手段的自动化成为可能。
1 硝酸生产方法简介稀硝酸的生产过程根据氧化压力和吸收压力设置的不同，主要有常压法(N)、综合法(N+M)、中压法(M+M)、高压法(H+H)和双加压法(M+H)五种方法。
表1给出了各种生产方法的特征。
表1 各种生产方法的特征从表1可以看出:氨和铂的消耗综合法为最低,中压法和双加压法次之,高压法最高;相对投资费用高压法最低,双加压法次之;在生产规模上双加压法、高压法最宜实现大型化。
尾气排放双加压法最优。
1.1常压法、综合法[1]我国已将此两种生产方法列入落后和淘汰行列，除个别老厂在运行外，新建装置已不许选用上述两种方法。
1.2全中压法[2]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，生产强度较高，不需要NO x压缩机，流程比综合法简单，投资较少，酸浓度为53%，能量可以部分回收。
缺点是生产强度低，吸收容积较大，尾气中NO x含量较高为2 000×10-6，需处理才能达标排放，并且系统设备腐蚀严重。
1.3高压法氨氧化和氮氧化物吸收均在0.71~1.2MPa的压力下进行。
此法的特点是全过程压力均由空气压缩机供给，不需NO x压缩机，流程简单，设备布置紧凑，基建投资少，特种钢材用量少，生产强度大，吸收率高达99%，产品浓度高(55%~70%)，尾气中氮氧化物含量低，能实现清洁生产，能量回收率高。
缺点是氨氧化率低，氨耗高，铂催化剂装填量大，使用周期短，损耗亦大，生产成本较高。
硝酸生产工艺技术简介
C硝酸生产工艺技术简介1建设规模及产品方案1.1产品方案利用本公司生产的液氨生产硝酸，最终产品为98%浓硝酸。
1.2生产规模1.2.1设计规模：公称能力为日产浓硝酸350吨（以100%HNO 3计）（公称能力产浓硝酸10万吨/年，计算产能10.5万吨/年，配套建10.5 万吨/年稀硝酸装置）。
年运行时间：7200小时。
1.2.2确定本装置设计规模依据以下因素：结合耀隆集团原材料供应、辅助工程条件以及市场需求，将本工程浓硝酸生产规模定为10万吨/年（以100%HNO 3计）。
2工艺技术方案及技术来源2.1工艺技术方案选择2.1.1稀硝酸2.1.1.1国内外稀硝酸工艺技术概况目前，国内外工业上生产稀硝酸的方法有常压法、综合法、全中压法、高压法、双加压法，现分述如下：（1）常压法：氨氧化和吸收均在常压下进行的生产工艺。
早期硝酸生产多采用这种方法，该工艺流程的特点为系统压力低，设备结构简单，工艺操作稳定，氨氧化率高，铂耗较低。
但吸收比容积大（20~25m3）,酸吸收率较低（仅为92%左右）。
为减少对大气的污染并提高氨利用率，需附有碱吸收N OX尾气装置并副产硝盐，即便如此尾气中N OX浓度仍很高，不符合目前日益严格的环境要求。
加上设备相对台数较多，设备体积大，装置占地面积多，投资大，成品酸浓度低等因素，国家经贸委已明文规定禁止采用此种流程新建硝酸装置。
(2)综合法常压氨氧化和中压(0.25~0.5MPa)酸吸收的稀硝酸生产工艺。
这种方法在一定程度上弥补了常压酸吸收的缺点，我国在本世纪50年代末引进该流程进行稀硝酸的工业生产。
该方法主要缺点是常压氨氧化、设备庞大、占地多，需要配备较昂贵的不锈钢材质的氧化氮压缩机，其投资高于下面介绍的中压法，且吸收压力低仅0.35MPa(A),因此酸浓度低及尾气排放不能达到环保要求，不适用于规模较大的硝酸装置，国家经贸委也明文规定了不能采用此种流程建设硝酸装置。
(3)全中压法氨氧化和酸吸收均在中压下进行的稀硝酸生产工艺。
硝酸工艺流程简介
1。
双加压法稀硝酸生产工艺流程1.1工艺流程示意图如图1-1：1、2-液氨蒸发器，3-辅助蒸发器，4—氨过热器,5-氨过滤器，6—空气过滤室,7—空压机，8-混合器,9-氧化炉、过热器、废热锅炉，10—高温气气换热器,11-省煤器，12-低压反应水冷器，13—氧化氮分离器,14—氧化氮压缩机，15—尾气预热器，16—高压反应水冷器，17—吸收塔，18—尾气分离器，19—二次空气冷却器，20-尾气透平，21—蒸汽透平，22—蒸汽分离器，23—汽包，24—蒸汽冷凝器.图1—1 工艺流程示意图1.2流程简述：合成氨厂来的液氨进入有液位控制的A、B两台氨蒸发器中，氨在其中蒸发,正常操作时,大部分液氨被A台蒸发器中来至吸收塔的冷却水所蒸发（吸收塔上部冷却水与A蒸发器形成闭路循环），蒸发温度11.5 ℃；其余的液氨被冷却水在B台蒸发器中蒸发，蒸发温度为14 ℃，两台氨蒸发器的蒸发压力均维持在0.52 Mpa；其中的油和水在辅助蒸发器中被分离，蒸发出的气氨进入氨过热器,气氨温度由TV31022控制，温度为110 ℃，然后再经氨过滤器进入氨─空气混合器.空气从大气中吸入，经过三级过滤进入空气压缩机入口(冬季在经过空气过滤器前由空气预热器预热)，经过空气压缩机加压至0。
35 Mpa后分为一次空气和二次空气两股气流，一次空气进入氨─空混合器,二次空气进入漂白塔。
氨和空气在氨─空混合器中混合以后，进入氧化炉，经过铂网催化剂氧化生成NO等混合气体，铂网氧化温度为860 ℃，然后经过蒸汽过热器、废热锅炉，再经高温气─气换热器、省煤器、低压反应水冷器,再进入氧化氮分离器,在此将稀酸分离下来，气体则与漂白塔来的二次空气混合后进入氧化氮压缩机，进气温度为60 ℃，压力为0。
3 Mpa;出口温度为200 ℃，压力为1。
0 Mpa.再经尾气预热器、高压反应水冷却器进入吸收塔，进入吸收塔时的氮氧化物气体温度为40℃，氮氧化物气体从吸收塔底部进入，工艺水从吸收塔顶部喷淋而下，二者逆流接触，生成58 ％—60 %的硝酸，塔底酸温度为40 ℃，从吸收塔出来的硝酸进入漂白塔,用来自二次空气冷却器的约120 ℃的二次空气在漂白塔中逆流接触,以提出溶解在稀酸中的低价氮氧化物气体，完成漂白过程，漂白后的成品酸经酸冷却器冷却到40 ℃,进入成品酸贮罐，再用成品酸泵送往硝铵和间硝装置.从吸收塔顶部出来的尾气先后经过尾气分离器、二次空气冷却器、尾气预热器、高温气—气换热器，温度升至360 ℃，进尾气透平,回收约60 %的总压缩功,出尾气透平的气体含量≤200 ppm,经排气筒排入大气。
硝酸生产工艺
硝酸生产工艺及流程1.综合法生产稀硝酸工艺流程综合法稀硝酸生产工艺流程见图1。
空气通过鼓风机依次经水洗塔和粗毛呢袋过滤器,除去机械杂质和夹带的粉尘;来自合成氨系统的气氨在氨过滤器中除去油污和机械杂质;净化后的空气与气氨在混合器内混合,使氨的体积分数保持在10. 5% ~12. 0%;混合气体经纸板过滤器进一步过滤后进入2台Φ2 800 mm氧化炉;氧化炉内反应生成的760~800℃高温氧化氮气体进入废热锅炉回收热量,氧化氮气体被冷却至180℃,然后进入快速冷却器中继续冷却至40℃左右;冷却后的气体经K-480-41透平压缩机加压(出口压力0.34MPa左右,温度升至120~130℃)后送入一氧化氮氧化器,使一氧化氮氧化度达70%左右,此时气体温度升至200℃,然后通过尾气预热器降温至80℃左右送入酸吸收塔底部;从酸吸收塔顶部出来的尾气(0. 255~0. 275 MPa)经尾气预热器预热至160~180℃后,送入透平膨胀机,回收能量后的气体(压力降至0. 098MPa)最后排入大气。
2中压法生产稀硝酸工艺流程中压法稀硝酸生产工艺流程见图2。
利用K-480-41透平压缩机作为空气压缩机,将来自空气过滤器的空气压缩至0. 35MPa,然后经素瓷过滤器进一步除去空气中的灰尘和杂质去氨空混合器;来自合成氨系统的气氨经气氨缓冲罐调节压力至0. 3~0. 6MPa,再经氨过滤器除去机械杂质和油污后进入气氨加热器,加热后的气氨经流量调节阀进入氨空混合器;混合后控制氨体积分数为9% ~11%,自上而下通过上部为Φ1 600 mm的氧化炉和下部直径为Φ900 mm的联合体废热废锅,氨空混合气经铂网催化高温氧化生成800~820℃的氧化氮气体,再经废热锅炉回收热量后温度降至240~260℃,进入尾气再热器和尾气预热器与尾气换热,当温度降至125~145℃与来自漂白塔的二次空气混合后进入氧化器,使一氧化氮被进一步氧化;温度升至180~200℃的氧化氮气体进入软水预热器与软水换热后,再与快冷器中的冷却水换热,气体温度降至30~50℃;出快冷器的氧化氮气体进入吸收塔底部,与自上而下的软水逆流接触,被吸收生成质量分数为45% ~50%的稀硝酸。
双加压法生产硝酸工艺流程
氧
氨-空气混合气
热量回收 NOX、H2O 气体 废热锅炉、省煤器、蒸汽过热器 860oC
化 炉
铂网触媒层，高温 4NH3+5O2---->4NO+6H2O 0.45MPa
NOX 气体 主要为 NO 400oC
三、氧化氮的氧化和吸收
漂白塔 二次空气 酸气混合物 NOX 气体 换热器 冷却至 156oC 2NO+O2---->2NO2 水冷器Ⅰ 冷却至 40oC 3NO2+H2O---->2HNO3+NO 稀硝酸浓度 34% 分离器 NOX 气体 压缩机 1.0MPa 194oC 冷凝稀硝酸 尾气 换热器 冷却至 126oC
分离器
尾气预热器 至 360oC
尾气膨胀机 回收 60% 总压缩功
排气筒
备注：双加压法，氧化为中压，吸收为高压。 主要设备： （1） 四合一机组：蒸汽透平机、氧化氮压缩机、空气压缩机、尾气透平机、变速箱以及附属设备。 （2） 氨氧化炉 （3） 吸收塔 （4） 漂白塔
双加压法生产硝酸工艺流程一Biblioteka 氨-空气混合气制备过滤空气
0.45MPa 236oC
二次空气 空气压缩机 一次空气
漂 白 塔
氨-空气混合气
气氨 液氨 1.2MPa 18oC 氨蒸发器 0.52MPa 氨过热器 加热至 100oC 氨过滤器
除杂质 氨-空气混合器 氨含量约 9.5%(V) 为
二、氨的氧化与废热回收
吸
硝酸溶液 浓度 66%
收 塔
NOX---水吸收--->HNO3 提高硝酸浓度
水冷器Ⅱ 冷却至 40oC
四、漂白
二次空气
硝酸溶液 浓度 66% 含大量 NOX
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硝酸生产工艺一、中压法制稀硝酸工艺流程硝化法制硫酸的一种方法，硫酸工业发展史上最古老的工业生产方法，因以铅制的方形空室为主要设备而得名。
铅室法曾作为硫酸的唯一制造法盛行于世，历时100多年。
20世纪起,逐渐被塔式法和接触法(见硫酸)取代。
铅室法的基本原理与塔式法相同，实质上是利用高级氮氧化物（主要是三氧化二氮）使二氧化硫氧化并生成硫酸：SO+NO+HO─→HSO+2NO生成的一氧化氮又迅速氧化成高级氮氧化物：2NO+O─→2NONO+NO─→NO因此，在理论上，氮氧化物仅起着传递氧的作用，本身并无消耗。
英国人J.罗巴克于1746年创建了世界上第一个铅室法制造硫酸的工厂。
至19世纪50年代，铅室法生产工艺才臻于完善。
典型的铅室法的生产流程（图2[ 铅室法生产硫酸工艺流程]），是使300～500℃的含二氧化硫气体（见硫酸原料气）进入充有填料的脱硝塔，与淋洒的含硝硫酸逆流接触。
由于酸温升高，含硝硫酸中的氮氧化物得以充分脱除。
塔顶引出的含二氧化硫、氮氧化物、氧和水蒸气的混合气体，依次通过若干个铅室。
在铅室中，二氧化硫充分氧化而成硫酸。
最终通过两座串联的填料式吸硝塔，塔内淋洒经过冷却的脱硝硫酸，以吸收氮氧化物，所得的含硝硫酸送往脱硝塔。
由于部分氮氧化物会随废气和产品带出，需不断补充。
早期是将硝石加入焚硫炉内使受热分解，取得二氧化硫和氮氧化物的混合气体。
后来，都是将氨氧化成氮的氧化物，再将后者引入第一个铅室，或将硝酸直接补加在含硝硫酸中，用以淋洒脱硝塔。
潮湿的二氧化硫氮氧化物的混合气体和浓度在70%以下的稀硫酸具有很强的腐蚀性，设备需用铅制。
在铅室中，二氧化硫的氧化与成酸反应大部分是在气相中进行，因而不可避免地会形成大量的硫酸雾。
这种气溶胶状态的细微颗粒需经较长进间才能凝聚成液滴，坠落至铅室底部。
为此必须拥有很大的反应空间，才能保持较高的生产效率。
再者，生产过程中释放的大量反应热也须经铅室表面及时散去。
因此，铅室法工厂往往采用多个串联的铅室，耗铅量大，这是历史上人们力求革新铅室法的主要原因。
大部分硫酸从铅室制得(浓度为65％HSO)。
适量的铅室产品可注入脱硝塔，因多余的水分被蒸发以及塔内也进行部分成酸反应,从而可由脱硝塔取得浓度达76%HSO产品铅室法的硫酸浓度低而且往往含有很多杂质，用途受到限制，这也是铅室法被淘汰的重要因素。
（数据来源：五泰信息咨询 市场调研报告)（市场调研报告)（数据来源： )二、双加压法制稀硝酸流程1. 氨的氧化和热能回收氨和空气分别进入过滤器,以除去气体中夹带的固体粉尘和油雾等对氨氧化催化剂有害的杂质,净化后的气体经混合器混合(混合气中氨含量约9.5%(v))后进入氨氧化器,经与铂铑网接触,96%～97%(v)的氨被氧化为一氧化氮,气体的温度也上升至～860℃,此气体经氨氧化器下部的蒸气过热器和废热锅炉回收热量后出氨氧化反应器的温度约为400℃.2. NO的氧化及吸收一氧化氮气体离开废热锅炉并经省煤器回收热量后,被冷却至约156℃.当温度下降时,气体中的NO被氧化成NO2,然后进入水冷却器(Ⅰ),进一步冷却至40℃.在这里,氧化氮(NOx)气体与冷凝水反应生成浓度约34%的稀硝酸.酸气混合物经分离器分离,稀硝酸送入吸收塔.由水冷器(Ⅰ)来的氧化氮气体,与来自漂白塔的二次空气相混合后进入氧化氮压缩机,被压缩至1.0MPa(表).气体经换热器被冷却至126℃,又经水冷却器(Ⅱ)进一步冷却至40℃后,氧化氮气体和冷凝酸一并送入吸收塔底部的氧化器继续氧化,在塔中氧化氮气体被水吸收生成硝酸,吸收塔的塔板上设有冷却盘管用以移走吸收热和氧化热,当塔内液体逐板流下时和氧化氮气体充分接触,酸浓度不断提高,在塔底部收集的酸浓度为65%～67%.3. 漂白自吸收塔来的65%～67%的硝酸里溶入很多NOx气体,被送至漂白塔顶部,用二次空气将NOx气体从硝酸中吹出,引出的成品酸浓度为60%,含HNO2<0.01%,温度为62℃,经冷却至约50℃后,送往成品酸贮槽.由吸收塔顶出来的尾气,经尾气预热器,被加热至约360℃,热气体进入尾气透平,可回收约60%的总压缩功,最后经排气筒排入大气.排入大气的尾气中NOx含量约为180 ppm.图表双加压法硝酸生产流程三、直接法制浓硝酸流程1. 氨的接触反应和一氧化氮的初步氧化氨在铂催化剂上被氧化成氧化氮(主要为NO)进入氧化塔,与剩余的空气中的氧气氧化,生成二氧化氮,氧化率达90%以上.氧化时发生的热量,用由发烟硝酸吸收塔上段(洗涤段)来的浓度约为65%的硝酸带走,硝酸被稀释至55%,送往混合罐.2. 一氧化氮的再氧化和二氧化氮的吸收发烟硝酸吸收塔共分三段.下段为重氧化段,气体中的一氧化氮在此被浓度为98%的硝酸几乎全部氧化成二氧化氮,同时硝酸被稀释至75%,中段为发烟硝酸吸收段,用被冷却到-10℃的98%浓硝酸作吸收剂,浓硝酸吸收二氧化氮后成为含30%游离NO2的发烟硝酸.发烟硝酸由中段底部送至漂白塔,反应热用筛板上盘管中的冷冻盐水带走.上段为洗涤段,以冷凝水洗涤尾气中的硝酸雾沫后成为65%稀硝酸,此酸送氧化塔.尾气中还含有0.2%(2000 ppm)的氧化氮,送至稀硝酸生产系统回收能量,并经治理后由烟囱排入大气.3. 二氧化氮的解吸含30%游离NO2的浓硝酸至漂白塔,受热解吸,释放出NO2.浓硝酸从塔底排出,经冷却后可供发烟硝酸吸收段循环使用.塔顶出来的是纯二氧化氮,经初步冷却器用水冷却除去酸雾后,进入四氧化二氮冷凝器,用冷冻盐水冷凝为液态四氧化二氮,送至混合罐.4. 合成浓硝酸混合罐中用液态四氧化氮和各处来的稀硝酸,配成N2O4:HNO3:H2O=7:2:1的混合物,在充分搅和的情况下用泵送至高压釜,在5.0MPa的压力和70℃下,混合物与纯氧反应生成浓硝酸.送入高压釜中的N2O4是过量的,所以排出的浓硝酸中含有25%N2O4(称为热酸),送至漂白塔中部解吸,最后才成为成品酸(98%浓硝酸).四、间接法生产浓硝酸流程72%～76%的浓硝酸镁溶液和稀硝酸按4～6:1的比例在混合器7混合后,自提馏塔顶部加入.该塔为填料塔,塔温115～130℃,所需热量由设在塔下部的加热器13提供.含80%～90% HNO3蒸汽从提馏塔顶逸出进入精馏塔11中,该塔也是填料塔,塔顶逸出的是温度为80～90℃的98% HNO3蒸汽,经硝酸冷凝器1进入酸分配器9,在这里气体经风机23排出至稀硝酸系统,液体一部分(2/3)作回流,一部分(1/3)进漂白塔,经漂白后得到98%成品酸;由提馏塔底部流出的稀硝酸镁溶液进入加热器13.用1.3MPa间接蒸汽加热,在174～177℃下脱硝(脱除NO2).产生的蒸汽用作提馏塔的热源.出加热器13的稀硝酸镁浓度为62%～67%,用液下泵打入膜式蒸发器16进行蒸发.经浓缩,硝酸镁提浓到72%～76%流入硝酸镁贮槽22中循环使用.由膜式蒸发器出来的蒸汽,进入大气冷凝器15用水直接冷却,冷却水流入循环水池21,尾气用水喷射泵抽出,循环水池多余的酸水送废水处理系统.近年来,中国的许多硝酸生产厂家对图3-1-20所示工艺作了改进,取得了良好的效果:①将大气冷凝器15由直接冷凝器冷却改为间接冷凝冷却,废水量由原先的140～180 t/t酸降至1.2 t/t酸,废酸浓度达2.5%,可送稀硝酸吸收塔用作吸收用水,或送废酸处理系统处理,因量少,浓度高,中和处理设备小,效率高.②取消输送稀硝酸镁的离心泵8,改用真空吸料.用离心泵送料,需消耗电力,在浓硝酸系统停车时,要求稀硝酸镁送料泵排空(否则料液冷却下来后硝酸镁会结晶析出,堵塞管路和阀件),这样不但增加稀硝酸镁的消耗,而且还会污染周围环境.改成真空上料一旦浓硝酸系统停车,即可破坏真空,让物料自流回稀硝酸贮槽5.③将漂白塔14改为热脱硝塔.漂白塔通空气脱硝(亦称冷脱硝)工艺虽然简单,但空气中的湿含量对浓硝酸产品浓度有影响,产生的含硝(NO2)尾气量也很大,不易处理.现在在精馏塔上段(或旁边)增设脱硝段(或脱硝塔),利用精馏塔顶逸出的80～90℃以上HNO3蒸汽,吹除由酸分配器流入的含硝硝酸中的NO2,硝酸蒸汽夹带NO2进入硝酸冷凝器,脱硝液体硝酸即为成品酸送出系统.④将风机23改为水喷射泵,这样在浓硝酸生产系统就没有含硝尾气送稀硝酸系统处理,得到浓度为5.0%的稀酸,可与①同样处理.通过上述措施,大大减少了尾气和稀酸的排放量,节约了操作费用,改善了产品质量.五、超共沸酸法制浓硝酸流程它分为氧化工序,吸收和蒸馏工序二部分.原料液氨从液氨贮槽(V101)用泵(P102)抽出,经液氨过滤器(S103)过滤后送至次共沸吸收塔(T202)作为冷却介质,同时将液氨气化为气氨.空气经空气过滤器(S104,S105)进入"四合一"机组(C118)空气压缩机段,出口空气压力为0.45MPa,经气体换热器(E115)之后,与气氨一起进入氨空气混合器(S106),经混合过滤器(S107)进入氧化炉(R108).在Pt-Rh催化剂的催化下生成NO.出氧化炉的反应气温度约为820～850℃,经过尾气加热器(E109),废热锅炉(E110)和快锅冷却器(E111),气体被冷却到49℃,反应过程中所产生的水被冷凝.冷凝水含有少量硝酸和NOx气体,经冷凝酸分离器(V114)分离之后,稀酸水去漂白塔(T121).在此,溶解于酸中的NOx被送至塔底的二次空气气提出来,气提气与氧化塔(T116)出口气体合并.酸水经减压送至酸水贮槽(V122),其中一部分经酸水泵(P203)进入次共沸吸收塔(T202)循环使用,其余送去酸水处理.从冷凝酸分离器(V114)分离出来的气体,经气体换热器(E115)加热至160℃进入氧化塔(T116),浓度为58%的稀硝酸送至氧化塔的顶部,气液在氧化塔内接触,NO被氧化成NO2,硝酸则被分解为NO2.反应后硝酸浓度降至25%,用酸泵(P117)打入次共沸塔(T202),制得58%的酸再循环到氧化塔(T116).在次共沸吸收塔中NO继续氧化成NO2,NO2被水吸收生成硝酸,此放热反应在1.15MPa下进行,塔内设有蛇管冷却器,冷却介质为液氨.液氨在0.6MPa压力下气化吸收反应热,使该塔塔顶温度控制在20℃,排出的尾气中NOx含量小于200 ppm(国家规定的排放标准是500 ppm).出塔尾气经气体换热器(E120),进入尾气加热器(E109),再进入"四合一"机组(C118)的尾气透平回收段回收能量后,经烟囱(S119)排入大气.从氧化塔(T116)顶部出来的富NO2气体与来自酸水漂白塔(T121),稀酸漂白塔(T204),强酸漂白塔(T208)漂白后的含NOx的二次空气混合,混合气进入"四合一"机组(C118)的氧化氮气压缩段,被压缩到1.2MPa,然后此气体经气体换器(E120)和水冷却器(E207)冷却后,送至超共沸吸收塔(T201).在此,将气体中的NO2吸收,而余下的气体(NO,NO2等)送至次共沸吸收塔(T202)再进行吸收.由真空精馏塔(T212)底出来的硝酸浓度为70%,此浓度比共沸点(68.8%)高,经热交换器(E211),(E209),被强酸泵(P210)送进超共沸吸收塔(T201)顶部,用以吸收塔内气体中的NO2,生成硝酸.离开超共沸吸收塔(T201)塔底的物料是浓度为80%的硝酸,它含有部分被溶解的NO2,经减压至0.4MPa进入强酸漂。