[发明专利]一种降低硝酸生产尾气中氮氧化物含量的处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体是在化工生产中、一种降低硝酸生产尾气中氮氧化物含量的处理系统。

背景技术

按照《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出的要求，万元国内生产总值能耗要降低20％左右，主要污染物排放总量减少10％，国家环保总局下达了《关于2006年度国家环境保护标准修订项目计划的通知》。对于大气中主要污染物氮氧化物(NO_x)的排放，要求制定新的标准，新标准将对氮氧化物排放浓度提出更高的要求，其目的是要减少氮氧化物工业排放量。硝酸是工业氮氧化物的主要排放源，GB16297-1996标准对现有和新建装置氮氧化物的排放浓度分别为1700mg/m³和1400mg/m³。更严格要求的新标准《硝酸工业污染物排放标准》(GB26131-2010)，规定将上述两个排放浓度分别降至500mg/m³和300mg/m³。为实现节能减排硬性指标和适应硝酸装置尾气氮氧化物新标准控制的要求，必须提高硝酸装置吸收吸收率，降低尾气中的氮氧化物。

如图1所示，是现有技术中降低硝酸生产尾气中的氮氧化物含量一种的技术方案。由界区来的原料液氨送入1^#氨蒸发器6-1和2^#氨蒸发器6-2，大部分液氨在1^#氨蒸发器6-1中蒸发，剩余的液氨在2^#氨蒸发器6-2中蒸发。冷冻循环水c通过1^#氨蒸发器6-1、由氨蒸发产生冷量降温，作为吸收塔2的上部冷却介质；普通的循环水WS先经过吸收塔2底部吸收反应热后，再依次通过高压快冷器7换热和2^#氨蒸发器6-2冷却，送出界区。26～32℃的吸收液l未经过冷却直接加入吸收塔2的顶部。

该尾气处理方法的缺点在于：2^#氨蒸发器6-2中的液氨蒸发所产生的冷量换热而得到低温冷却的循环水WS3(比送入界区循环水WS的水温降低2～4℃)，这部分冷量未被用于需要低温的吸收塔2使用，造成冷量不合理使用。另外，吸收液l未经过冷却就直接加入吸收塔2，提高了吸收末端的温度，提高了尾气g中氮氧化物的平衡浓度。

在设计成品酸浓度为60％时，硝酸尾气中NO_x排放浓度为600～800mg/m³；有的厂家采用降低成品酸浓度的办法，使硝酸尾气中NO_x的浓度降到300mg/m³以下，达标排放。但降低硝酸浓度，增加了后工段硝酸加工能耗。

若要保证成品酸浓度60％，将尾气g中氮氧化物浓度由600～800mg/m³降至300mg/m³以下，硝酸生产尾气需采用氨催化还原器4处理，得到氮氧化物浓度300mg/m³以下的尾气g。处理每吨酸尾气费用按2.5元计(含氨消耗，催化剂更换费用)，对于600吨/日(折纯)硝酸装置，每年共需处理费用50万元。

如图2所示，是现有技术中降低硝酸生产尾气中的氮氧化物的另一种的技术方案。该吸收塔冷却系统中，设置了三种冷却水，具体是：

第一种为吸收塔2由下至上第1～8层使用的循环水WS同方法1，温度为32～40℃。

第二种为吸收塔由下至上第9～26层使用的冷冻循环水c、由1^#氨蒸发器6-1制得的冷冻循环水c，温度为18～22℃。

第三种为吸收塔由下至上第27～32层使用的外供低温水k，温度为7～12℃；该外供冷却水k由额外配置的冷冻机组10制得，循环使用。

吸收液l经过工艺水冷却器9被第三种的外供低温水k冷却降温，使得进入吸收塔2的吸收液l’温度为10～15℃。

该尾气处理方法的缺点在于：该技术仍未能将15～30％负荷的2^#氨蒸发器6-2氨蒸发所产生的冷量利用，而是利用硝酸装置外界区的富裕低压蒸汽额外配置冷冻机组10、产生外供低温水k来达到降低吸收塔2的温度，提高吸收效率、降低尾气g中的氮氧化物的。对600吨/日(折纯)的硝酸装置，每年需要低压蒸汽约0.9万吨、价值近80万元，对于没有富裕低压蒸汽的厂家无法实现，否则将增加低压蒸汽成本约80万。

发明内容