[发明专利]一种用于制备硝酸的装置系统及其使用方法

权利要求书

1.一种用于制备硝酸的装置系统，其特征在于，包括依次连接的蒸汽混合室(1)、冷却器组合件、缓冲罐(4)、压缩机(5)、吸收塔(6)和尾气处理装置；

所述蒸汽混合室(1)用于接收待处理气体、水蒸气后进行混合反应；

所述冷却器组合件包括至少一个冷却器；

所述蒸汽混合室(1)的出气口连接至所述冷却器组合件，所述冷却器组合件用于接收所述蒸汽混合室(1)排出的混合气体，并将混合气体进行降温得到冷凝酸；

所述冷却器组合件的出气口连接至所述缓冲罐(4)，所述缓冲罐(4)用于接收所述冷却器组合件排出的气体，分离出气体中残余的冷凝酸和水分；

所述缓冲罐(4)的出气口连接至所述压缩机(5)，所述压缩机(5)用于接收所述缓冲罐(4)排出的气体，并将气体进行加压增浓；

所述压缩机(5)的出气口连接至所述吸收塔(6)，所述吸收塔(6)用于接收所述压缩机(5)排出的气体并将气体吸收制备得到硝酸；同时，所述吸收塔(6)用于接收所述冷却器组合件排出的冷凝酸作为吸收塔(6)中的吸收底液；

所述吸收塔(6)的出气口连接至所述尾气处理装置，所述尾气处理装置用于接收所述吸收塔(6)排出的NO，并将NO进行回收处理。

2.根据权利要求1所述的用于制备硝酸的装置系统，其特征在于，所述冷却器组合件包括n个冷却器，n个所述冷却器之间为串联连接，n个所述冷却器中的温度为150℃以下；其中，n≥2，n为整数。

3.根据权利要求2所述的用于制备硝酸的装置系统，其特征在于，第1～n-1个所述冷却器的温度为150℃以下，第n个所述冷却器的温度为20℃～40℃。

4.根据权利要求1所述的用于制备硝酸的装置系统，其特征在于，还包括除尘系统(7)，所述除尘系统(7)连接于所述蒸汽混合室(1)与所述冷却器组合件之间，所述除尘系统(7)用于清除所述硝酸盐分解尾气中残余的固体粉末。

5.根据权利要求4所述的用于制备硝酸的装置系统，其特征在于，所述除尘系统(7)和所述蒸汽混合室(1)之间设置有换热系统，所述换热系统用于将所述蒸汽混合室(1)排出的混合气体进行降温。

6.根据权利要求1所述的用于制备硝酸的装置系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括尾气换热器(8)和反应器(9)；所述尾气换热器(8)用于接收所述吸收塔(6)排出的尾气，并将尾气的温度调整至氨气与一氧化氮反应所需的温度；所述反应器(9)中设置有催化剂和氨气，所述反应器(9)用于接收所述尾气换热器(8)排出的气体，并将气体与催化剂和氨气进行接触反应生成氮气和水。

7.一种如权利要求1所述的用于制备硝酸的装置系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将待处理气体、水蒸汽通入所述蒸汽混合室(1)中，混合反应，得到第一混合气，所述第一混合气的温度在200℃以上；

步骤2、将步骤1得到的第一混合气通入所述冷却器组合件中进行冷却，得到冷凝酸和第二混合气；

步骤3、将步骤2得到的第二混合气通入所述缓冲罐去除气体中的冷凝酸和水分，之后将气体排入所述压缩机(5)中进行压缩增浓；

步骤4、将所述压缩机(5)中的气体通入所述吸收塔(6)中制备硝酸；

步骤5、将所述吸收塔(6)中排出的气体排入尾气处理装置进行尾气回收。

8.根据权利要求7所述的用于制备硝酸的装置系统的使用方法，其特征在于，所述步骤1中，通入蒸汽混合室的水蒸气体积量占通入蒸汽混合室的气体总体积量的30％～80％。

9.根据权利要求8所述的用于制备硝酸的装置系统的使用方法，其特征在于，所述步骤1中，通入蒸汽混合室的水蒸气体积量占通入蒸汽混合室的气体总体积量的50％～80％。

10.根据权利要求7所述的用于制备硝酸的装置系统的使用方法，其特征在于，所述步骤5中，尾气回收具体包括以下步骤：

步骤S1、将所述吸收塔(6)中排出的尾气通入尾气换热器(8)，将尾气的温度调整至150℃～350℃；

步骤S2、将步骤S1得到的换热后的气体通入反应器(9)中，气体中的一氧化氮与氨气，在催化剂作用下进行反应，得到氮气，完成尾气的处理。