[发明专利]一种提高硝酸生产氨氧化率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及硝酸生产领域，具体地讲是一种提高硝酸生产氨氧化率的方法及装置。

背景技术

在硝酸生产过程中，氨是作为原料被消耗掉的，实际生产中，氨耗的高低主要取决于氨氧化率的高低。

氨耗高的原因有：1、空气质量差。双加压法硝酸工艺中，由于氨的催化氧化反应是在催化剂的作用下进行的，若空气中带有有毒气体、铁锈、灰尘等杂质，容易引起催化剂中毒或催化剂活性表面被覆盖，使催化剂的活性降低，从而导致氨氧化率低，氨耗升高。催化剂被灰尘覆盖中毒后，在不太严重的情况下，从铂网表面不易发现问题，生产中往往被忽视，严重时铂网表面能看到比较明显的灰尘，且铂网表面颜色发暗。因此，空气质量差是硝酸装置氨耗高的原因之一，而空气质量差又主要是空气过滤器过滤效果差所致。2、催化剂被油污染。双加压法硝酸工艺中，气氨带油也容易引起催化剂中毒。中毒后，碳与催化剂形成很脆的碳化物，使催化剂的强度和活性降低，从而导致氨氧化率低，氨耗升高。催化剂被油污染后，从表面就能发现局部或大面积的黑斑，装置开车后观察比较明显。造成催化剂油中毒的主要原因：液氨中带油；过滤器分离效果差。3、反应温度低和设备问题。反应温度低和设备问题可通过其他途径解决，不在本专利涉及范围。

现有技术解决氨耗高的技术方案是：1、空气过滤：空气过滤采用空气净化三级干式过滤，过滤元件采用玻璃纤维。一级卷廉式：过滤压差12mmH2O，效率：45%（大气尘）；二级袋式：过滤压差22.4mmH2O，效率：89%（3μm）；三级箱式：过滤压差25mmH2O，效率：99.9%（3μm）；其缺点是，总阻力高，最高达到59.4KPa；最终过滤效果为99.9%（3μm），不能达到0.3μm过滤要求。2、液氨过滤：液氨过滤采用袋式或管道机械过滤。其中，液体袋式过滤器的工作原理是压力过滤。整套袋式过滤器包括三部分:液体袋式过滤器容器，支撑网篮和液体过滤袋。要过滤的液体从袋式过滤器顶部或侧面注入，直接进入液体过滤袋，使液体过滤袋内均匀分布，没有紊流的负效应；经袋式过滤器过滤后的颗粒都被截留在液体过滤袋内。其缺点是：仅对10μm以上离子过滤有效，对10μm以下离子几乎无过滤作用。3、冷气氨过滤：国内硝酸装置尚未设置冷气氨过滤器，氨蒸发出的低温气氨，含有液滴和油未分离，加重了热气氨分离过滤负荷，热气氨过滤器使用一段时间后，过滤效果变差，不能达到较高的净化率。4、热气氨过滤：如图1所示，目前国内大部分设备采用简单的机械分离，其结构多为离心式并加挡板及除沫丝网，仅靠重力和离心力实现气／液、气/固分离。受分离原理及分离器内流体停留时间短、流速高等因素的影响，导致实际产量3～10％的氨雾滴（尚不包括气态氨）在系统中循环，降低了氨净化度。

多年以来，如何净化好硝酸生产的原料，提高氨氧化率，降低吨硝酸氨耗是硝酸生产研究和管理的难点和重点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，提供一种提高硝酸生产氨氧化率的方法及装置，提高了硝酸生产原料的净化度，提高了氨的氧化率。

实现本发明的技术方案是：一种提高硝酸生产氨氧化率的方法，包括如下步骤，

1）空气过滤：空气过滤采用空气净化四级干式过滤，选择不同粗细程度的不易碎纤维和除尘粘合剂以不同的填充滤芯，分层填充，形成梯级的滤尘方式；出风面附有出风面过滤网来加固和延长使用寿命；所述四级干式过滤中，一级粗网板式过滤，过滤压差1～2KPa；二级初效袋式过滤，过滤压差12～15 KPa，过滤3μm大气尘效率65%～70%；三级袋式中效过滤，过滤压差12～20 KPa，过滤3μm尘效率大于88%～92%；四级方箱式高效过滤，过滤压差12～20 KPa，过滤0.3μm尘效率99.9～99.95%；

2）液氨过滤：采用一级过滤方式清除杂质，过滤元件采用过滤10μm杂质>99%精度的带磁性SF膜滤芯；

3）冷气氨过滤：在气氨过滤器内设置一套含旋流内件、除沫元件、微滤膜和超滤膜的集成膜分离装置，使工艺气中的油在低温、低速、多级、高精度条件下得到高效分离；

4)热气氨过滤：采用在热气氨过滤器的热气氨分离器内设置一套含旋流、微滤膜的集成膜分离装置，使工艺气中的杂质在低温、低速、多级、高精度条件下得到高效分离。

所述步骤1）中不同的填充滤芯是一级为不锈钢丝网，二、三级滤芯采用防水型ES纤维无纺布，四级滤芯材质采用防水型聚丙烯。

所述步骤1）中滤芯不带自洁功能。