【文章內(nèi)容簡介】 備制造、安裝調(diào)試的國產(chǎn)化。 1999 年６月建成試車投產(chǎn)以來，由于機(jī)組原因存在系統(tǒng)壓力偏低，尾氣偏高、蒸汽不能自給的問題，其它工藝指標(biāo)基本達(dá)標(biāo)。 1999 年 11 月，化二院又為石家莊化肥廠設(shè)計(jì)了第三套 350 噸／日（ 100%HNO3）的雙加壓法硝酸裝置，設(shè)備全部采用國產(chǎn)化，陜鼓公司針對(duì)云峰機(jī)組存在的不足進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，廠內(nèi)單機(jī)試車良好，由于該廠原因該裝置直道 20xx 年９月５日才投料試車 生產(chǎn)。 20xx 年，化二院為山西天脊集團(tuán)（原山西化肥廠）設(shè)計(jì)了一套 902 噸／日（ 100%HNO3）的雙加亞法硝酸裝置，采用ＧＰ工藝，濟(jì)南化肥廠模式，四合一機(jī)組采用德國ＧＨＨ公司制造，其它設(shè)備為國產(chǎn)化，20xx 年底，中石油遼陽化纖公司 350 噸／日雙加壓硝酸裝置進(jìn)入施工階段，全部設(shè)備為國產(chǎn)化， 20xx 年 11 月投料生產(chǎn)。 20xx 年，化二院又為南化公司氮肥廠設(shè)計(jì)了第五套 350 噸／日（ 100%HNO3）雙加壓硝酸裝置，全部設(shè)備也為國產(chǎn)化，于 20xx 年７月試車成功。 l 第 2 章 雙加壓法硝酸工藝流程簡介 主要經(jīng)濟(jì)指 標(biāo)和參數(shù)控制 氨 /空氣中的 NH3% % 尾氣中 O2 含量 35% 尾氣中 NOX =200ppm 成品酸濃度 5860% 成品酸中的 HNO2 含量 =100ppm 氨氧化爐溫度 850870℃ 鍋爐排污 PH 鍋爐排污 SIO2 =3mg/l 鍋爐給水 O2 含量 =15ppb 塔板酸氯含量 =500ppm NOX 分離器中銨鹽 30mg/l 主要消耗指標(biāo)（以每噸 100%HNO3 計(jì)算值為準(zhǔn)） 脫鹽水 530kg 低壓蒸 汽 169kg 中壓蒸汽 310kg 冷卻水 160m3 電力 儀表空氣 氮?dú)? l 生產(chǎn)原料的選取 生產(chǎn)稀硝酸需要的原料有：氨、空氣、水、催化劑、和潤滑油。 工業(yè)上對(duì)液氨的要求： 氨含量 %，水分含量 %,含油量 ，氣氨用布質(zhì)、紙質(zhì)或其它過濾材料將介質(zhì)中的油、鐵屑等機(jī)械雜質(zhì)除掉。 對(duì)空氣的要求： 由于在工藝系統(tǒng)中，一般均使用鉑作催化劑，它對(duì)空氣中雜質(zhì)的要求越低越好，雜質(zhì)會(huì)減弱催化劑 的活性，增加鉑網(wǎng)的損耗，因此，經(jīng)過氨氧化部分的空氣，首先要經(jīng)過過濾器，除去空氣中懸浮的機(jī)械雜質(zhì)，過濾后的磷等化合物，每種均應(yīng)低于 。 空氣過濾室分為三級(jí)： 第一級(jí)過濾器： 型式 自動(dòng)卷簾式空氣過濾器 尺寸 寬度 米、凈高 米 并排數(shù) 7 個(gè) 風(fēng)量 350000N 立方米每小時(shí) 壓力降 過濾效率 45% 電機(jī) 第二級(jí)過濾器 型式 袋式空氣過濾器 風(fēng)量 304000N 立方米每小時(shí) 壓力降 過濾效率 88% 第三級(jí)過濾器 型式 箱式空氣過濾器 風(fēng)量 240000N 立方米每小時(shí) 壓力降 1225mmH2O 過濾效率 % l 對(duì)水的要求： 冷卻水要求最高 在 45℃不至于形成結(jié)垢物的各種組分和形成易侵蝕鐵或合金鋼的各種成分及產(chǎn)生腐蝕的鹽類，其指標(biāo)控制范圍：固體懸浮物： 1020ppm、 PH 值 7氯化物 80ppm 氨催化劑 通過大量催化劑篩選試驗(yàn)，至今可供工業(yè)使用的選 擇性良好的催化劑歸納起來有兩大類：一是鉑系列催化劑，二是以鐵、鈷、鉻等金屬的非鉑催化劑。后者雖然價(jià)格低廉，但是其活性周期短，且氨氧化率低，僅為 8087%，由催化劑節(jié)省的費(fèi)用并不能抵償由于原料氨耗增大所產(chǎn)生的費(fèi)用。所以，現(xiàn)在國內(nèi)外的硝酸工廠幾乎都采用鉑系催化劑。 氨氧化用鉑系催化劑 化學(xué)組成 以純鉑作為氨氧化催化劑，在溫度為 800900℃的操作條件下，純鉑催化活性并不高，且在強(qiáng)大氣流連續(xù)沖擊下鉑表面變得松弛不平，鉑表面疏松的鉑微粒易被氣流帶走。若采用含銠的鉑合金，不僅可提高反應(yīng)活性，且能增加其機(jī)械強(qiáng)度 ，減少鉑的損失。但銠的價(jià)格昂貴，所以工業(yè)上大多采用含銠為 510%的鉑合金。也有以較低廉的鈀來代替部分銠的，一般含鉑在 90%以上，鈀和銠各占 %。 20 世紀(jì) 60 年代后，其中鈀用量還在提高。例如采用含鈀在 50%以下、銠 10%以下，并摻入釷 %的鉑合金。據(jù)說這種鉑催化劑活性和機(jī)械強(qiáng)度也是較好的。 物理性質(zhì) 鉑催化劑通常不用載體，以利于鉑的回收，而且載體容易破裂，外露的載體會(huì)促使氨分解，降低氨氧化氯。工業(yè)上要求催化劑單位重量的接觸表面積應(yīng)盡可能大，而鉑合金具有較好的延展性和機(jī)械強(qiáng)度，因而工業(yè) 上利用這一特性，都將其拉成細(xì)絲制成網(wǎng)狀。由于鉑的導(dǎo)熱性好、開工時(shí)一經(jīng)點(diǎn)火即能投入生產(chǎn)，而且鉑網(wǎng)也便于再生和回收，還可使氧化爐的結(jié)構(gòu)簡化。通常所用的鉑絲直徑為 。鉑網(wǎng)的自由面積約占整個(gè)面積的5060%?，F(xiàn)今鉑網(wǎng)尺寸以規(guī)范化。 空氣中不純物的含量如氣態(tài)氯、溴、硫、 的活化、中毒及再生 新的鉑網(wǎng)表面光滑且有彈性，使用時(shí)不能立即獲得高的 NO，需經(jīng)一段活化時(shí)間才能提高。如在 600℃時(shí)，其活性需經(jīng)數(shù)晝夜方能升高。在 900℃時(shí)，活化時(shí)間則可縮短到 816h?；罨话阌脷溲婧婵?，使鉑網(wǎng)表面變得 疏松和粗糙，從而增大其反應(yīng)接觸表面。 c 網(wǎng)隊(duì)雜質(zhì)非常敏感，很容易中毒。 網(wǎng)損失和回收 溫升華損失并不大，當(dāng)溫度為 900℃時(shí)，其蒸汽壓僅為 8MPa。鉑的損失量與反應(yīng)溫度、壓力、網(wǎng)徑、氣流方向及工作時(shí)間等因素有關(guān)。當(dāng)溫度高、網(wǎng)徑細(xì)、氣流方向由下而上所導(dǎo)致網(wǎng)振動(dòng)大等因素均會(huì)使鉑網(wǎng)損失加大。一般在常壓下氨氧化溫度出常取為 800℃，l 而加壓下為 880℃左右。鉑網(wǎng)正常使用 12 年后則需更新。鉑網(wǎng)在使用過程中隨氣流帶走的鉑微粒，一般沉淀在氧化爐后面的廢熱鍋爐進(jìn)口管處較多，約有 1/2 呈膠泥狀沉積在硝酸罐中，應(yīng)定期清理加 以回收。尚有約 1/4 隨廢氣排出，少部沉積在其他設(shè)備和管道中。 鉑網(wǎng)規(guī)格 三元平織網(wǎng)： 三元平織網(wǎng) 鉑 %、銠 %、鈀 4% 絲徑 網(wǎng)孔數(shù) 1024 個(gè) /平方厘米 優(yōu)點(diǎn) 具有好的再生和修補(bǔ)，可以多次清洗 缺點(diǎn) 網(wǎng)重、易拉裂、脫邊 適用于常壓法 二元針織網(wǎng)： 二元針織網(wǎng) 鉑 9095%、銠 510% 絲徑 孔數(shù) 1024 個(gè) /平方厘米 優(yōu)點(diǎn) 氧化率高高出 %、鉑好低、裝填量少、三維結(jié)構(gòu)不脫邊、不易拉裂 缺點(diǎn) 不能多次清洗再生 適用于中壓和高壓 法 潤滑油（ LTSA46 防銹汽輪機(jī)油） 技術(shù)指標(biāo) l 項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo) 試驗(yàn)方法 優(yōu)級(jí)品 一級(jí)品 合格品 黏度等級(jí) 3246 3246 3246 運(yùn)動(dòng)指數(shù)不小于 GB265 傾點(diǎn)不高于 90℃ GB1995 閃點(diǎn)不低于 180℃ GB3536 密度 報(bào)告 GB1884 酸值不大于 GB264 中和值不大于 報(bào)告 報(bào)告 GB4945 機(jī)械雜質(zhì) 無 GB511 水分 無 GB260 被乳化值（ 40373） m154 度不大于 15 GB7305 起泡性試驗(yàn) ml/ml 24 度 93 度 后 24 度 SY2669 450/0 450/0 600/0 100/0 100/0 100/0 450/0 450/0 60/0 氧化安定性 總氧化產(chǎn)物 沉淀物 b、氧化后酸值 報(bào)告 報(bào)告 GB8119 報(bào)告 報(bào)告 SY2680 3000 20xx 1500 液相 銹蝕試驗(yàn) 無銹 GB11143 銅片試驗(yàn)（ 100 度、 3h）不大于 1 GB5096 空氣釋放值（ 50 度）不大于 6 5 6 5 SY2693 用 GB511 方法測定，機(jī)械雜質(zhì)含量在 %以下時(shí)，認(rèn)為無。 GB260 方法測定，試樣的水分少于 %，認(rèn)為是痕跡。在儀器拆卸后接收器中沒有水存在，認(rèn)為試樣無水。 生產(chǎn)作用 透平油的作用有二：其一是潤滑機(jī)組各軸承極其轉(zhuǎn)動(dòng)部分，并帶走由摩擦所產(chǎn)生的熱量，以及高溫蒸汽傳給機(jī)組各部分的熱量，保證了機(jī)組軸承、軸 頸處溫度不超過一定值。l 同時(shí)在軸頸上形成一層油膜，使軸頸與軸承之間不是直接摩擦，因而減少了摩擦阻力。其二是透平 時(shí)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)和各壓力控制系統(tǒng)的傳動(dòng)工具（液壓傳遞） 油質(zhì)劣化對(duì)潤滑部分不能很好的潤滑，結(jié)果使烏金熔化而損壞設(shè)備分可能造成動(dòng)作遲滯、腐蝕、生銹卡住等不良后果，從而使調(diào)速和保護(hù)失靈。 根據(jù)尾氣中的氧含量判斷空氣的加入量，一般控制在 35%。l 第 3 章 流程分析雙加壓法硝酸工藝 主要反應(yīng)方程式 （ 1）氨和空氣混合在鉑催化劑的作用下生成 NO，此反應(yīng)實(shí)在氧化爐中進(jìn)行，化學(xué)反應(yīng)方程式為： 4NH3+5O2=4NO+6H2O +Q 副反應(yīng)，當(dāng)鉑網(wǎng)溫度過高時(shí)，產(chǎn)生氨的分解： 2NH3=N2+3H2 _Q 當(dāng)鉑網(wǎng)溫度增加和較長時(shí)間的接觸，再促成 NO 的分解和氨的完全氧化。 2NO=N2+O2 +Q 4NH3+3O2=2N2+6H2O +Q 4NH3+6H2O=5N2+6H2O +Q （ 2）氧化氮繼續(xù)氧化成二氧化氮，此反應(yīng)是在一系列換熱設(shè)備中進(jìn)行的，化學(xué)反應(yīng)方程式： 2NO+O2=2NO2 +Q （ 3）用脫鹽水吸收 NO2 生成硝酸，此反應(yīng)是在吸收塔內(nèi)進(jìn)行的，化學(xué)反應(yīng)方程式為： 3NO2+H2O=2HNO3+NO +Q 氨氧化反應(yīng)及影響因素 氨氧化的反應(yīng)機(jī)理是因催化劑對(duì)氧的吸附能力強(qiáng)，氧分子被吸附到催化劑表面后兩原子間的鍵斷裂。催化劑吸附氨分子，氧原子與氨分子中的氮和氫結(jié)合，重新進(jìn)行電子排列生成 NO、 H2O。因催化劑對(duì) NO、 H2O 吸附力小，因此 NO、 H2O 脫離催化劑向氣相中擴(kuò)散。 氮催化氧化的速率控制步驟 在上述各步驟中，以氨分子至鉑網(wǎng)表面的擴(kuò)散速度為最慢的一步，因而整個(gè)反應(yīng)速度是受外擴(kuò)散所控 制。 氨分子向鉑網(wǎng)表面擴(kuò)散的時(shí)間為： t=A2/2D 其中， A—— 氨分子擴(kuò)散途徑的平均長度 D—— 氨在空氣中的擴(kuò)散系數(shù) 由此求得的擴(kuò)散時(shí)間 t 與氨空氣混合氣體通過鉑網(wǎng)自由空間的時(shí)間、或稱接觸時(shí)間甚