一種富氧法制硝酸裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于一種富氧法制硝酸裝置；包括機械部分和控制部分，機械部分包括空氣管道、空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道和液氨管道，空氣管道通過空氣過濾器和空氣壓縮機與空氣緩沖罐的第一進口相連，富余高純度氧氣管道通過第一自調(diào)閥與空氣緩沖罐的第二進口相連，液氨管道通過液氨過濾器、氨氣蒸發(fā)器、氣氨過濾器、第二自調(diào)閥和第一流量計與氨空混合器的第一進口相連，空氣緩沖罐的出口與氨空混合器的第二進口相連，氨空混合器出口與硝酸儲槽相連；控制部分包括單片機；具有操作靈活，可有效提高氨氧化爐的氨氣氧化效率，降低硝酸生產(chǎn)工藝中的氨耗，延長催化劑的使用壽命，降低人員操作強度和危險系數(shù)的優(yōu)點。
【專利說明】
一種富氧法制硝酸裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于硝酸生產(chǎn)技術(shù)領域，具體涉及一種富氧法制硝酸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在我國的硝酸生產(chǎn)工藝已由過去的常壓法、綜合法和中壓法發(fā)展為規(guī)模較大、工藝先進、環(huán)保、節(jié)能的雙加壓法，雙加壓法集中了氨耗低、鈾耗低且成品酸濃度高和尾氣中NO含量低的優(yōu)點，但在雙加壓法工藝中，氧化爐內(nèi)氨的轉(zhuǎn)化率僅有95 %左右，盡管業(yè)內(nèi)進行了很多技改嘗試，如提高操作爐溫、增加氧化爐清洗的頻次等，均不能將氨的轉(zhuǎn)化率提升至99%以上，導致未經(jīng)氧化的氨進入系統(tǒng)，在后續(xù)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生銨鹽，給生產(chǎn)帶來安全隱患。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種通過提高氧化空氣中的有用成分氧氣的濃度來提高氨氣的氧化效率，從而提高整體生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)效率，確定了雙加壓工藝中氨氧化爐中，富氧反應的最佳氧氣濃度范圍為26%-30%,具有設計合理，操作靈活，可有效提高氨氧化爐的氨氣氧化效率，降低硝酸生產(chǎn)工藝中的氨耗，延長催化劑的使用壽命的一種富氧法制硝酸裝置及其硝酸生產(chǎn)方法。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:包括機械部分和控制部分，
[0005]a、機械部分包括空氣管道、空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道和液氨管道，所述空氣管道通過空氣過濾器和空氣壓縮機與空氣緩沖罐的第一進口相連，空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道通過第一自調(diào)閥與空氣緩沖罐的第二進口相連，所述液氨管道通過液氨過濾器、氨氣蒸發(fā)器、氣氨過濾器、第二自調(diào)閥和第一流量計與氨空混合器的第一進口相連，空氣緩沖罐的出口通過在線氧氣濃度分析儀、第三自調(diào)閥和第二流量計與氨空混合器的第二進口相連，氨空混合器出口通過氨氧化爐與硝酸儲槽相連；
[0006]b、控制部分包括單片機，單片機的輸入端分別與在線氧氣濃度分析儀、第一流量計和第二流量計相連，單片機的輸出端分別與第一自調(diào)閥、第二自調(diào)閥和第三自調(diào)閥相連。
[0007]本實用新型通過提高氧化空氣中的有用成分氧氣的濃度來提高氨氣的氧化效率，從而提高整體生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)效率，確定了雙加壓工藝中氨氧化爐中，富氧反應的最佳氧氣濃度范圍為26%-30%,具有結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，操作靈活，可有效提高氨氧化爐的氨氣氧化效率，降低硝酸生產(chǎn)工藝中的氨耗，延長催化劑的使用壽命，降低人員操作強度和危險系數(shù)的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本實用新型的控制原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同的部件。為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與實用新型相關的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。
[0011]如圖1、2所示，本實用新型包括機械部分和控制部分，a、機械部分包括空氣管道14、空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道15和液氨管道16，所述空氣管道14通過空氣過濾器I和空氣壓縮機2與空氣緩沖罐3的第一進口相連，空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道15通過第一自調(diào)閥8與空氣緩沖罐3的第二進口相連，所述液氨管道16通過液氨過濾器4、氨氣蒸發(fā)器5、氣氨過濾器6、第二自調(diào)閥10和第一流量計17與氨空混合器7的第一進口相連，空氣緩沖罐3的出口通過在線氧氣濃度分析儀12、第三自調(diào)閥9和第二流量計18與氨空混合器7的第二進口相連，氨空混合器7出口通過氨氧化爐13與硝酸儲槽19相連；
[0012]b、控制部分包括單片機11，單片機11的輸入端分別與在線氧氣濃度分析儀12、第一流量計17和第二流量計18相連，單片機11的輸出端分別與第一自調(diào)閥8、第二自調(diào)閥10和第三自調(diào)閥9相連。
[0013]本實用新型生產(chǎn)硝酸的方法主要包括如下幾種:
[0014]—種富氧法制硝酸裝置的硝酸生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0015]步驟一:空氣管道14內(nèi)的空氣通過空氣過濾器I和空氣壓縮機2進入空氣緩沖罐3中；所述空氣通過空氣壓縮機2后壓力為:0.45?0.46Mpa；
[0016]步驟二:空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道15中的壓力為:5.0Mpa，純度為99 %的氧氣通過第一自調(diào)閥8進入空氣緩沖罐3中，并與步驟一中所述壓力為:0.45?0.46Mpa的空氣混合，制成富氧混合氣；所述通過第一自調(diào)閥8的純度為99%的氧氣的壓力為0.45?0.46Mpa;
[0017]步驟三:液氨管道16內(nèi)的液氨通過液氨過濾器4、氨氣蒸發(fā)器5、氣氨過濾器6、第二自調(diào)閥10和第一流量計17進入氨空混合器7內(nèi)；所述進入氨空混合器7內(nèi)的氨為氣氨，其壓力為:0.45?0.48Mpa，溫度為:45?55°C;
[0018]步驟四:空氣緩沖罐3中的富氧混合氣通過在線氧氣濃度分析儀12、第三自調(diào)閥9和第二流量計18進入氨空混合器7內(nèi)，富氧混合氣與步驟三中所述的氣氨混合后進入氨氧化爐13中進行如下反應:
[0019]4ΝΗ3+5θ2 = 4N0+6H20 (高溫高壓催化)
[0020]2Ν0+02 = 2Ν02
[0021 ]生成的NO2與H2O溶解生成硝酸，生成的硝酸進入硝酸儲槽19中；
[0022]所述在線氧氣濃度分析儀12實時監(jiān)測空氣緩沖罐3中的富氧混合氣中氧的含量，當氧的含量大于30%時，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8減小開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;當氧的含量小于26%，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8增大開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;
[0023]所述第一流量計17檢測氣氨的流量，第二流量計18檢測富氧混合氣的流量，使氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1，當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比大于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第二自調(diào)閥10減小開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1;當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比小于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第三自調(diào)閥9增大開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1。
[0024]—種富氧法制硝酸裝置的硝酸生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0025]步驟一:空氣管道14內(nèi)的空氣通過空氣過濾器I和空氣壓縮機2進入空氣緩沖罐3中；所述空氣通過空氣壓縮機2后壓力為:0.45?0.46Mpa；
[0026]步驟二:空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道15中的壓力為:5.0Mpa，純度為99 %的氧氣通過第一自調(diào)閥8進入空氣緩沖罐3中，并與步驟一中所述壓力為:0.45?0.46Mpa的空氣混合，制成富氧混合氣；所述通過第一自調(diào)閥8的純度為99%的氧氣的壓力為0.45?0.46Mpa;
[0027]步驟三:液氨管道16內(nèi)的液氨通過液氨過濾器4、氨氣蒸發(fā)器5、氣氨過濾器6、第二自調(diào)閥10和第一流量計17進入氨空混合器7內(nèi)；所述進入氨空混合器7內(nèi)的氨為氣氨，其壓力為:0.45?0.48Mpa，溫度為:45?55°C;
[0028]步驟四:空氣緩沖罐3中的富氧混合氣通過在線氧氣濃度分析儀12、第三自調(diào)閥9和第二流量計18進入氨空混合器7內(nèi)，富氧混合氣與步驟三中所述的氣氨混合后進入氨氧化爐13中進行如下反應:
[0029 ] 4ΝΗ3+5θ2 = 4N0+6H20 (高溫高壓催化)
[0030] 2Ν0+02 = 2Ν02
[0031 ]生成的NO2與H2O溶解生成硝酸，生成的硝酸進入硝酸儲槽19中；
[0032]所述在線氧氣濃度分析儀12實時監(jiān)測空氣緩沖罐3中的富氧混合氣中氧的含量，當氧的含量大于30%時，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8減小開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;當氧的含量小于26%，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8增大開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;
[0033]所述第一流量計17檢測氣氨的流量，第二流量計18檢測富氧混合氣的流量，使氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1，當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比大于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第三自調(diào)閥9增大開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1;當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比小于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第二自調(diào)閥10減小開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1。
[0034]—種富氧法制硝酸裝置的硝酸生產(chǎn)方法，括如下步驟:
[0035]步驟一:空氣管道14內(nèi)的空氣通過空氣過濾器I和空氣壓縮機2進入空氣緩沖罐3中；所述空氣通過空氣壓縮機2后壓力為:0.45?0.46Mpa；
[0036]步驟二:空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道15中的壓力為:5.0Mpa，純度為99 %的氧氣通過第一自調(diào)閥8進入空氣緩沖罐3中，并與步驟一中所述壓力為:0.45?0.46Mpa的空氣混合，制成富氧混合氣；所述通過第一自調(diào)閥8的純度為99%的氧氣的壓力為0.45?0.46Mpa;
[0037]步驟三:液氨管道16內(nèi)的液氨通過液氨過濾器4、氨氣蒸發(fā)器5、氣氨過濾器6、第二自調(diào)閥10和第一流量計17進入氨空混合器7內(nèi)；所述進入氨空混合器7內(nèi)的氨為氣氨，其壓力為:0.45?0.48Mpa，溫度為:45?55°C;
[0038]步驟四:空氣緩沖罐3中的富氧混合氣通過在線氧氣濃度分析儀12、第三自調(diào)閥9和第二流量計18進入氨空混合器7內(nèi)，富氧混合氣與步驟三中所述的氣氨混合后進入氨氧化爐13中進行如下反應:
[0039 ] 4ΝΗ3+5θ2 = 4N0+6H20 (高溫高壓催化)
[0040]2Ν0+02 = 2Ν02
[0041 ]生成的NO2與H2O溶解生成硝酸，生成的硝酸進入硝酸儲槽19中；
[0042]所述在線氧氣濃度分析儀12實時監(jiān)測空氣緩沖罐3中的富氧混合氣中氧的含量，當氧的含量大于30%時，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8減小開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;當氧的含量小于26%，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8增大開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;
[0043]所述第一流量計17檢測氣氨的流量，第二流量計18檢測富氧混合氣的流量，使氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1，當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比大于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第二自調(diào)閥10減小開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1;當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比小于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第二自調(diào)閥10增大開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1。
[0044]—種富氧法制硝酸裝置的硝酸生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0045]步驟一:空氣管道14內(nèi)的空氣通過空氣過濾器I和空氣壓縮機2進入空氣緩沖罐3中；所述空氣通過空氣壓縮機2后壓力為:0.45?0.46Mpa；
[0046]步驟二:空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道15中的壓力為:5.0Mpa，純度為99 %的氧氣通過第一自調(diào)閥8進入空氣緩沖罐3中，并與步驟一中所述壓力為:0.45?0.46Mpa的空氣混合，制成富氧混合氣；所述通過第一自調(diào)閥8的純度為99%的氧氣的壓力為0.45?0.46Mpa;
[0047]步驟三:液氨管道16內(nèi)的液氨通過液氨過濾器4、氨氣蒸發(fā)器5、氣氨過濾器6、第二自調(diào)閥10和第一流量計17進入氨空混合器7內(nèi)；所述進入氨空混合器7內(nèi)的氨為氣氨，其壓力為:0.45?0.48Mpa，溫度為:45?55°C;
[0048]步驟四:空氣緩沖罐3中的富氧混合氣通過在線氧氣濃度分析儀12、第三自調(diào)閥9和第二流量計18進入氨空混合器7內(nèi)，富氧混合氣與步驟三中所述的氣氨混合后進入氨氧化爐13中進行如下反應:
[0049 ] 4ΝΗ3+5θ2 = 4N0+6H20 (高溫高壓催化)
[0050] 2Ν0+02 = 2Ν02
[0051 ]生成的NO2與H2O溶解生成硝酸，生成的硝酸進入硝酸儲槽19中；
[0052]所述在線氧氣濃度分析儀12實時監(jiān)測空氣緩沖罐3中的富氧混合氣中氧的含量，當氧的含量大于30%時，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8減小開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;當氧的含量小于26%，在線氧氣濃度分析儀12將數(shù)值傳送至單片機11，單片機11控制第一自調(diào)閥8增大開度至在線氧氣濃度分析儀12監(jiān)測富氧混合氣中氧的含量為26?30%;
[0053]所述第一流量計17檢測氣氨的流量，第二流量計18檢測富氧混合氣的流量，使氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1，當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比大于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第三自調(diào)閥9增大開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1;當氣氨的流量與富氧混合氣的流量比小于9:1時，第一流量計17和第二流量計18將分別檢測的流量值傳送至單片機11，單片機11控制第三自調(diào)閥9減小開度至氣氨的流量與富氧混合氣的流量比為9:1。
[0054]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設置”、“安裝”等等應做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；也可以是兩個元件內(nèi)部的連通;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。上文的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式、變更和改造均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種富氧法制硝酸裝置，包括機械部分和控制部分，其特征在于: a、機械部分包括空氣管道(14)、空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道(15)和液氨管道(16)，所述空氣管道(14)通過空氣過濾器(I)和空氣壓縮機(2)與空氣緩沖罐(3)的第一進口相連，空氣分離裝置的富余高純度氧氣管道(15)通過第一自調(diào)閥(8)與空氣緩沖罐(3)的第二進口相連，所述液氨管道(16)通過液氨過濾器(4)、氨氣蒸發(fā)器(5)、氣氨過濾器(6)、第二自調(diào)閥(10)和第一流量計(17)與氨空混合器(7)的第一進口相連，空氣緩沖罐(3)的出口通過在線氧氣濃度分析儀(12)、第三自調(diào)閥(9)和第二流量計(18)與氨空混合器(7)的第二進口相連，氨空混合器(7)出口通過氨氧化爐(13)與硝酸儲槽(19)相連； b、控制部分包括單片機(11)，單片機(11)的輸入端分別與在線氧氣濃度分析儀(12)、第一流量計(17)和第二流量計(I 8)相連，單片機(11)的輸出端分別與第一自調(diào)閥(8 )、第二自調(diào)閥(10)和第三自調(diào)閥(9)相連。
【文檔編號】C01B21/40GK205634896SQ201620456899
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】曹真真, 楊國洞, 喬潔, 王江濤, 蔣永剛, 崔玉彪, 楊樂, 吳培, 尚衛(wèi)平
【申請人】河南心連心化肥有限公司