年產(chǎn)2萬(wàn)噸稀硝酸工藝設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-10 01:29本頁(yè)面
【正文】 在此感謝我的好同學(xué)梁明明、楊文科、郝鴻浩，他們?yōu)楸驹O(shè)計(jì)提供了大量資料和寶貴意見(jiàn)，在此謹(jǐn)致深深的謝意。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。特別感謝我的指導(dǎo)老師許主任，幾個(gè)月以來(lái)，導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。E 路德維希編著. 化工裝置使用工藝設(shè)計(jì)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2010： 132~133.[13] 潘傳九主編.《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》[M].化學(xué)工業(yè)出版社. ：107~110.[14] 陳聲宗主編. 化工設(shè)計(jì)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2008：107~108.[15] 王靜康主編.《化工過(guò)程設(shè)計(jì)》[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2009：77~79.[16] [M]. ：83~85.[17] 吳志泉，涂晉林，[M]. 華東化工學(xué)院出版社2010： 112~126.致 謝由于本人能力有限，在做設(shè)計(jì)的時(shí)候困難重重。 參考文獻(xiàn)[1] [J].河南化工,2005,22:4849.[2] [J].化肥工業(yè),2008,35(5):1418.[3] [J].氮肥技術(shù),2008,29(1):3342.[4] [J].氮肥技術(shù),2008,29(2):4148.[5] 化學(xué)工程手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2010：354.[6] 魏崇光，鄭曉梅. 主編《化工工程制圖》[M]. ：60~90.[7] 化工百科全書（17）[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2009：601~607. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2010：[8] [美]詹姆斯 G通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)有了更深的認(rèn)識(shí)，這是一次綜合性的鍛煉，讓我們將大學(xué)三年學(xué)習(xí)的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)。因本設(shè)計(jì)是生產(chǎn)稀硝酸，故采用選擇性還原法來(lái)處理尾氣，若生產(chǎn)的硝酸 是用于下一車間生產(chǎn)的硝酸鹽等產(chǎn)品，則可采用堿液吸收法。還原劑又是供熱用燃料,故稱為非選擇性還原。b 非選擇性還原法 利用 H2 和甲烷作還原劑,在 400～800℃,將硝酸尾氣中的 NOx 除去。本法NOx 轉(zhuǎn)化率可達(dá) 99%,尾氣中 NOx 含量小于 200 ppm,NH3 ∶NOx=1,無(wú)過(guò)氨。 催化劑還原法可分為選擇性和非選擇三種,均采用鉑、鈀、銠和釕等貴金屬作催化劑。在用于加壓吸收時(shí)還可利用尾氣膨脹透平回收能量。以上五種方法中,以堿液吸收法應(yīng)用最為普通。例如在濃度為 10%～30%硝酸中添加釩鹽 2%～3%(以 V2O5 計(jì)),逆向吸收尾氣,能將含 NOx800～3000 ppm 尾氣(停留時(shí)間約 130 秒)中的 NOx 脫除 90%以上,富液用 100℃ 的少量空氣解吸,NOx 返回硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)。此法適合高壓法(如 ～ 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。吸收反應(yīng)如下:4(NH4)2SO3+2NO2→4(NH4)2SO4+NO2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。吸收和再生反應(yīng)為： Mg(OH)2+NO+NO2=Mg(NO2)2+H2O （1） 3Mg(NO2)2+2H2O=2Mg(OH)2+Mg(NO3)2+4NO（2） Mg(NO3)2+2NH3+2H2O=2NH4NO3+Mg(OH)2 （3）該法與一般堿液吸收的區(qū)別在于：應(yīng)用此法可回收 NO 以增加硝酸產(chǎn)量，同時(shí)吸收液可循環(huán)使用，這在經(jīng)濟(jì)上是有利的。該法的基本原理是：Mg(OH)2 水溶液吸收氮氧化物后生成亞硝酸鎂懸浮液。其濃度一般控制在20～30%，濃度過(guò)高時(shí)速度會(huì)稍有下降，且可能會(huì)有結(jié)晶析出，濃度太低，循環(huán)堿液量大，增加設(shè)備窖和動(dòng)力消耗，并蒸濃溶液耗熱量多。濕法吸收通用 H2SOHNONaOH 和 Na2CO3 等常用有堿液是 NaOH、Na2CO以及 Ca(OH)NH4OH 和 Mg(OH)2 等。其缺點(diǎn)是處理 精度不高，副產(chǎn)物用量不大。 （一）溶液吸收法濕法吸收的優(yōu)點(diǎn)是處理氣量大，不受操作壓力限制，且方法簡(jiǎn)便，操作穩(wěn)定。 五 硝酸尾氣處理 硝酸是工業(yè)氮氧化物的主要排放源之一，GB162971996對(duì)氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：現(xiàn)有和新建污染源的排放濃度分別為1 700mg/m3(折標(biāo)為827106)和1 400mg/m3（折標(biāo)為681106）。為移去反應(yīng)熱，在塔板上設(shè)置冷卻蛇管，依靠冷卻介質(zhì)間接換熱。吸收塔因操作壓力不同，可分為常壓和加壓兩種吸收塔；而按塔型又可分為填料塔、泡罩塔、篩板塔等多種類型。根據(jù)以上計(jì)算和相關(guān)資料得出本設(shè)計(jì)選擇的氧化爐規(guī)格如下： Ф130010093 材質(zhì) 不銹鋼和碳鋼該氧化爐直徑為 ，采用 5 張鉑銠鈀網(wǎng)和一張純鉑網(wǎng)，操作壓力 ，溫度 872℃，設(shè)計(jì)氧化率 96%，聯(lián)合裝置上部為氧化爐，中部為過(guò)熱器，下部為立式廢熱鍋爐。d（NH3）而中壓法的鉑網(wǎng)生產(chǎn)強(qiáng)度可以達(dá)到 3000 Kg/該設(shè)備生產(chǎn)能力大，鉑網(wǎng)生產(chǎn)強(qiáng)度高，壓力降小，操作方便[10]。汽包分離出來(lái)的水仍回到鍋爐。為了充分利用氨的反應(yīng)熱，在中部過(guò)熱器中，高溫的氨氧 化物與干飽和蒸汽進(jìn)行間接換熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽。氧化爐直徑為 3m，采用 5 張鉑銠鈀網(wǎng)和一張純鉑網(wǎng)，設(shè)計(jì)氧化率為 96%，聯(lián)合裝置上部為氧 化爐，中部為過(guò)熱器，下部為立式廢熱鍋爐。后者造價(jià)較高，我國(guó)普遍采用前種聯(lián)合裝置[14]。目前工業(yè)應(yīng)用氧化爐有常壓式、中壓式、高壓式。進(jìn)入氣化器的流速為1700= 1224kg/hT 型混合空氣 Cp = 1 kJ/kg K 氨蒸氣 Cp = kJ/kg K進(jìn)料空氣量 = （6112 + 20104） = 在 T 型混合范圍進(jìn)行能量平衡，取進(jìn)入氧化器的溫度 t3 為基準(zhǔn)溫度，則 1 （180 t3 ）+ （15 t3）= 0 t3 = 130℃ = 403K3. 氧化器假定氧化器是在絕緣條件下操作，所用的數(shù)據(jù)如下：反應(yīng) 1，△H = 226334 kJ/(kmolNH3 )1反應(yīng) 2，△H = 316776 kJ/(kmolNH3 )1反應(yīng)中收率的損失認(rèn)為是由反應(yīng) 2 引起的。氨是在壓力下以液體狀態(tài)貯存的。 第一段功，進(jìn)口 15℃ 功 = 第二段功，進(jìn)口 60℃功 = 總功 = + = 每段的功接近相等。 (107)/7200=計(jì)算基準(zhǔn)為
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