畢業(yè)論文---年產(chǎn)33萬噸硝酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-19 18:47本頁面
【正文】 萬噸硝酸生產(chǎn)工藝設(shè) 計(jì) 7 工藝氣體 → 氧化爐 → 廢 熱鍋爐 → 尾氣加熱器 → 鉑過濾器 → 空氣加熱器 → 冷卻冷凝器 → 吸收塔第 → 層塔板下 尾氣 → 尾氣預(yù)熱器 → 尾氣加熱器 → 尾氣膨脹機(jī) → 煙囪 三、生產(chǎn)流程簡述 ： 流程簡述 ： （ 1） 氨 空氣混合氣的制備 ： 空氣經(jīng)進(jìn)口過濾器進(jìn)行二級過濾，以除去機(jī)械雜質(zhì)，經(jīng)過一級過濾除去 4μ m 以上粒徑雜質(zhì)，二級過濾除去 m 以上粒徑雜質(zhì)， μ m 以上粒徑雜質(zhì)的過濾效率達(dá) 99%以上。工藝空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器利用中壓蒸汽加熱到 149℃后進(jìn)空氣加熱器進(jìn)一 步加熱至 251℃，再經(jīng)空氣出口過濾器進(jìn)一步過濾后進(jìn)入氨空混合器與氨氣混合。 (2) 氨氧化及熱量回收 ： 氨 空氣混合氣進(jìn)入氧化爐在鉑網(wǎng)表面進(jìn)行氨的催化氧化，鉑網(wǎng)溫度可達(dá) 921℃，氧化率為 96%，反應(yīng)后產(chǎn)生高溫工藝氣體經(jīng)廢熱鍋爐后溫度降到 430℃，進(jìn)入尾氣加熱器溫度降到 276℃，與尾氣加熱 年產(chǎn) 萬噸硝酸生產(chǎn)工藝設(shè) 計(jì) 8 器相連 的有鉑過濾器以回收工藝氣體中夾帶的鉑粒子，工藝氣體出鉑過濾器后進(jìn)入空氣加熱器、冷卻冷凝器，工藝氣體溫度降到 57℃后進(jìn)入吸收塔。 NO 的氧化主要在換熱系統(tǒng)中進(jìn)行。由冷卻冷凝器析出的弱酸與漂白空氣的一部分混合后進(jìn)入第十二層 塔板。漂白段共有 9 層塔板，漂白空氣從吸收塔底部加入，氣提其中的 NOx，經(jīng)過漂白之后的成品酸從吸收塔底部排出至 HNO3貯槽內(nèi)。在第一層至 23 層塔板上共有 60 層冷卻水盤管，利用冷卻水移走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。 (4) 尾氣流程 : 自吸收塔頂部出來之尾氣是先經(jīng)尾氣預(yù)熱器利用蒸汽加熱后進(jìn)尾氣加熱器進(jìn)一步用工藝氣體加熱至 350℃左右， 進(jìn)尾氣膨脹機(jī)作功后溫度降到 132℃左右壓力降到 氣中。 90KJ （ 32） 4NH3+3O2 =2N2 + 6H2O △ H = （ 33） 除此之外，還可能發(fā)生下 列反應(yīng)： 2NH3 =N2 + 3H2 △ H = （ 34） 2NO = N2 + O2 △ H = （ 35） 4NH3 +6NO =5N2 +6H2O △ H = （ 36） 根據(jù) Nernst 公式計(jì)算結(jié)果，（ 31）（ 32）（ 33）式在 900℃時(shí)平衡常數(shù)約為： K1=PNO4 PH2O6/PNH34 PO25=1058 K2=PN2O2 PH2O3/PNH32 PO25=1063 K2=PN22 PH2O6/PNH34 PO23=1067 由此可見，在工業(yè)操作溫度為 900℃時(shí)，三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)都很大，實(shí)際上都可以為不可逆反應(yīng)，反應(yīng)物幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?。也就是說當(dāng)該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下，最終僅有氮生成。所以我們選擇鉑作為催化劑，使（ 31）式的反應(yīng)加快，而抑制其它反應(yīng)的進(jìn)行。我們選擇 ：反應(yīng) 年產(chǎn) 萬噸硝酸生產(chǎn)工藝設(shè) 計(jì) 10 溫度 921℃ 氧化壓力 氨空比 （體積比） 液氨流量 1315kg/h 工藝空氣流量 20753kg/h 為反應(yīng)條件 。 由實(shí)驗(yàn)可知，溫度低于 200℃時(shí) NO 氧化反應(yīng)視為是不可逆的，只要控制在較低溫度下， NO 幾乎可 100％氧化成 NO2 ，而且在 NO2進(jìn)入吸收塔制酸以前，并無必要將 NO 進(jìn)行百分百的氧化，而只要氧化到 70％ 80％程度就可以了，因此在本流程中 NO 的氧化在不斷降溫的管道中進(jìn)行。在 HNO3工業(yè)上，實(shí)際上 N2O3的含量是很少的，故（ 312）式可以省去。因此，在一般工業(yè)條件下， HNO2會很快按下 年產(chǎn) 萬噸硝酸生產(chǎn)工藝設(shè) 計(jì) 11 式進(jìn)行分解： 3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O △ H= （ 313） 因而，用水吸收氮氧化物總反應(yīng)式可以寫成： 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO △ H= （ 314） 在硝酸吸收塔內(nèi) NO2吸收和 NO 氧化是同時(shí)交替進(jìn)行的，這樣就使整個(gè)過程變得更加復(fù)雜。 因?yàn)榻禍睾图訅河欣?NO2的吸收，所以在本流程中 ： NO2的吸收壓力 吸收過程用冷卻水和冷凍水不斷進(jìn)行冷卻降溫 漂白空氣流量 3498kg/h。因此，液氨的貯存采用耐壓的球罐貯存。 四 、物料衡算 ： 流程采用 生產(chǎn)工藝 ，日產(chǎn) 100%的 HNO3110噸，氨 空氣混合氣在鉑網(wǎng)表面進(jìn)行氨的氧化，混合氣中氨的濃度為%，接觸溫度為 921℃，氨的接觸氧化率為 96%，酸吸收率為 98%， 年產(chǎn) 萬噸硝酸生產(chǎn)工藝設(shè) 計(jì) 12 鉑網(wǎng)張數(shù)為 28 張，規(guī)格：絲徑 ，每平方厘米孔數(shù) 1024。 當(dāng)氨的接觸氧化率為 96%，氮氧化物被水吸收后的吸收率為 98%，氨的實(shí)際消耗量為： 270/（ ） =287Kg 每小時(shí)氨的總消耗量（ 287 110 ） /24=1315Kg 或1315/17= 已知氨空混合器中氨的含量為 %，則每小時(shí)空氣的消耗量為 [（ 100— ） ]/=674Kmol 其中氧量為： 674 = 32=4528Kg 空氣中被送入的其他氣體的量，如完全按氮計(jì)
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