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摘要:双加压法是稀硝酸生产工艺中十分先进的一项技术,该生产工艺具有着明显的优势,首先其尾气排放量相对较少,而且具有较高的氧化率,铂耗也相对较低,因此逐渐在各国的稀硝酸生产过程中得到了有效应用。本文针对双加压法稀硝酸工艺技术要点进行分析,介绍了双加压法稀硝酸生产工艺的主要技术特点和生产工艺技术,探讨了生产工艺中的一些常见问题,并提出具体的解决对策,希望能够为相关工作人员起到一些借鉴。
关键词:双加压法;稀硝酸工艺;技术要点
前言:
目前,在世界范围内,双加压法是最为先进的一种稀硝酸生产工艺技术。随着社会的快速发展以及科学技术的不断更新,对稀硝酸生产工艺也提出了更高的要求。而结合工业的实际发展需求,在应用双加压法时,需要进一步加大对此技术的应用研究。而我国在上世纪初期,便借鉴挪威的电弧法硝酸生产工艺有效的开展了研究工作,并研发出了具体的自主产权技术,到今天为止,已诞生了数十套大型硝酸生产装置,其中具体包括了全中压法、全高压法、双加压法以及综合法等相关工艺技术。而通过对这些工艺技术的有效应用,可以实现稀硝酸的高效生产,并提升稀硝酸的生产质量和生产效率。
一、双加压法稀硝酸生产工艺技术概述
稀硝酸生产工艺的不断完善,在一定程度上依赖于相关的机械制造、催化剂技术以及材料研发等的不断创新。到现在为止,国内的相关稀硝酸工艺生产已经有效的实现了标准化、自动化以及经济化的发展目标。而从稀硝酸不同的生产技术发展时期来看,也都各自产生了相关的生产工艺技术。其中早期主要采用综合法和常压法,到了中期则应用全高压法和全中压法,而到目前则应用先进的双加压法。随着我国硝酸生产工艺的不断发展和完善,稀硝酸的生产质量和生产效率也得到了有效的提升,而在具体生产过程当中,其关键要素在于对氨的氧化范畴进行控制。从其本质上来进行分析,硝酸具有着十分活跃的特性,因此在生产产品时需要有效的控制关键环节和生产流程,具体来说主要包括原料消耗、经济技术以及生产规模等相关内容。而此过程中氨的消耗十分明显,在硝酸生产成本中所占据的比例也相对较大,几乎达到了85%。由此可以知道,通过提升氨的利用率可以进一步促进硝酸工业的发展。
(1)常规稀硝酸生产工艺。在稀硝酸生产过程当中,常规生产工艺具体包括综合法和常压法,这两种技术的生产环境对压力和温度等因素并不具有较高的要求,但具有着十分明显的缺陷。如在具体生产过程当中无法进行充分吸收,相关硝酸的纯度较低,而且具有较大的尾气排放量,所消耗的能源也相对较多。这主要是由于这两种生产工艺所应用的压力设备技术相对比较落后,因此在后期生产过程当中,对此类生产方式进行了淘汰。
(2)全中压法和全高压法。首先来说,全中压法主要是指压力值为0.5MPa左右时,通过氨、氮气以及氧气之间的反应来有效的生产硝酸,其整体工艺流程比较简单,可以使硝酸的转化率得到有效的提高。和常规稀硝酸生产工艺相比,其具有着投资少、纯度高、占地小、方法简单等优势。从产品生产的角度进行分析,通过采用全中压和全高压法可以提高产品的生产质量和生产效率,但也具有着一定的缺陷,其在尾气处理方面的功能比较缺乏,而相关尾气排入到大气当中后会产生十分严重的酸性气体污染现象。因此,需要对此项技术进行有效的创新和完善。而全高压法则主要是指压力值为9MPa时,通过氧气和氮气之间的反应来生产硫酸。
该工艺对设备抗压性有着较高的要求,而其和全中压法比较类似。通过全高压法的应用,可以提高硝酸生产的纯度,并满足其生产需求,与此同时还能够使尾气的排放得到有效的减少,但同时也存在着一定的缺陷。那就是全高压法生产过程中其压力过大,进而使氧气和氨气之间的反应受到了阻碍,因此需要使用大量的催化剂。
(3)双加压法工艺分析。全中压法和全高压法在硝酸和硫酸的生产领域当中具有着十分明显的优势,而将其进行融合,便构成了双加压法的特点。当条件允许时,可以将中压方法进行应用,从而使硝酸产量得到提高,并使用高压法来使硝酸的纯度得到提高,通过将两种工艺技术进行有效的结合,从而将其优势进行有效的发挥。采用双加压法后不仅能够提高硝酸的生产质量,而且还减少了对周围环境所产生的影响,其催化剂的使用量对比常规技术而言同样处于可接受范围内。
二、双加压法稀硝酸生产系统运行中的问题
双加压法稀硝酸生产系统非常突出的一个问题就是汽轮机供应的蒸汽具有较差的品质,通过检查系统的运行情况发现,双加压法稀硝酸生产系统产生的蒸汽具有不达标的硅含量,而且在软水中具有过高的硅含量。同时没有将汽包中内分离器彻底焊死,无法达到规定效果的汽水分离,在蒸汽中具有较大的水分含量,而且水分在通过蒸汽锅这段的时候会全部变成蒸汽。这样就会有大量的水分杂质附着在管壁上,在这种情况下长时间运行的系统很容易出现较高的蒸汽运行阻力,而且还会逐步的减小管道口径,增加发生爆管的危险性。
三、改进双加压法稀硝酸生产技术的有效对策
(1)采用浓硝设备的蒸汽尾气取代现有的低压蒸汽设备,在具体的运行过程中浓硝设备的蒸发器和加热器中会有大量的蒸汽尾气形成,其尾气能够达到0.2至0.3MPa的压力。通过水处理热水箱对这些气体进行收集,然后利用软水对其进行加热,采用热水泵的方式将加热后的软水输送到锅炉房,这样就能够充分的利用资源,防止出现损失蒸汽热量的现象。同时在蒸汽尾气管道中架设蒸汽膨胀槽,这样就会有0.2MPa的膨胀压力形成,同时还能够对形成于这一过程中的热水进行有效处理。
(2)对氨和蒸汽在开车时的消耗量进行控制,适当的调整开车程序。该系统的具体运行程序如下:对氧化炉风量进行调节,使其变为点火风量,从而完全的吸收塔充液。在这一个过程完成之后实施氨空比配置,同时进行点火,调整系统的运行程序:首先对氨与蒸汽在系统运行过程中的消耗量进行严格的控制,并且调整机组的运行速度,使其能够达到工作转速。在对运行风量进行调节的基础之上,完全吸收塔充液,提高吸收塔压差,使其能够达到45kPa,随后开展关于配氨空比的一系列操作,这样就能够使系统的运行时间得以最大限度的减少,一般需要在15分钟之内对开车时间进行控制,这样就可以防止其影响到系统的正常运行。
(3)省略补充循环水泵:利用普通循环水槽对完成的高压软水进行缓冲处理,然后选择补充循环水泵将补给提供给吸收塔循环水系统;处理高压软水的时候可以将其向吸收塔循环水系统进行同时送入,只需要适当的控制循环水系统压力就可以满足要求。
总结
综上所述,我国自上世纪初期便已对稀硝酸的生产工艺进行了具体的研发工作,而相关生产技术也在不断的更新当中,不仅能够提升稀硝酸的生产质量和产量,而且还能够对环境污染、能源消耗以及相关安全事故等问题进行有效的控制。现如今,双加压法工艺的有效应用,使我国稀硝酸生产水平得到了极大的提升。对此,相关稀硝酸生产企业需要针对双加压法生产工艺进一步加大研究力度,并结合自身的实际情况,合理的采取相关措施,使该项工艺技术能够在自身的生产环节当中得到有效的应用,从而完善自身的生产过程,提高生产水平。
参考文献:
[1]任思光.双加压法稀硝酸生产工艺技术应用研究[J].化工管理,2020,(12):185-186.
[2]李凤桐.我国双加压法稀硝酸生产工艺技术浅析研究[J].中国化工贸易,2020,12(4):67,69.