影響氨氧化率的因素

1、硝酸生產(chǎn)中的氨氧化率及尾氣中氮氧化物王靠群硝酸生產(chǎn)過(guò)程中， 無(wú)論是常壓法、 全高壓法、 雙加壓法硝酸裝置， 液氨在硝酸成本中都占 64%72%左右，以液氨為主要原料的硝酸生 產(chǎn)，近來(lái)由于液氨價(jià)格上漲，生產(chǎn)成本大幅度上升，因此提高液氨的 總利用率是降低成本的主要因素之一。當(dāng)裝置的生產(chǎn)方式確定后，氨 氧化率的提高就成了主要因素。在實(shí)際生產(chǎn)中由于氨的氧化率低，造 成耗氨高，鉑損失大，經(jīng)濟(jì)上不合算，銨鹽也會(huì)增大，因此提高氨的 氧化率成為當(dāng)前硝酸生產(chǎn)中的主要問(wèn)題。 我國(guó)現(xiàn)有大氣污染物主要是二氧化硫，其次是氮氧化物。而今年 來(lái)氮氧化物的排放量逐漸增多甚至排放總量在以后幾年將會(huì)超過(guò)二 氧化硫，成為第一大酸性

2、氣體污染排放物。如今，國(guó)家對(duì)氮氧化物排 放量十分重視，因此硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣處理十分重要。 硝酸二期生產(chǎn)稀硝酸生產(chǎn)方法采用的是全中壓氨氧化法其主要 過(guò)程為： 4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O22NO2 3NO2+H2O2HNO3+NO 其中氨氧化反應(yīng)的原理為：將符合工藝要求的氨氣和空氣，經(jīng)過(guò) 嚴(yán)格控制按一定比例混合，自上而下進(jìn)入氧化爐，在催化劑鉑網(wǎng)上. 發(fā)生氧化反應(yīng)，生成一氧化氮，主要反應(yīng)式： 4NH3+5O24NO+6H2O+Q 另外一小部分生成元素氮損失掉。反應(yīng)后的高溫氮氧化物氣體， 經(jīng)過(guò)過(guò)熱器、廢熱鍋爐等熱交換器，溫度降到 240 攝氏度左右，送入 吸收系統(tǒng)。1. 影響氨氧

3、化率的因素： 影響因素： （一）鉑網(wǎng)暫時(shí)性中毒或永久性中毒，由于生產(chǎn)過(guò)程中的污染， 使鉑網(wǎng)活性降低甚至中毒，從而使氨氧化率降低。鉑網(wǎng)中毒的主要原 料是氣氨、空氣中含有油、鐵、灰塵等。 鉑網(wǎng)破裂脫邊，鉑網(wǎng)在安裝時(shí)若安裝方式不當(dāng)，容易一起脫邊而 造成一部分氨沒(méi)有反應(yīng)，而滑過(guò)鉑網(wǎng)。 (二)氧化爐溫度過(guò)高或過(guò)低， 若氧化爐溫度過(guò)低， 觸媒尚未活化， 氧化率較低。 溫度過(guò)高， 則鉑耗高， 易出現(xiàn)網(wǎng)前反應(yīng)， 氨氧化率降低。 （三）氧化爐結(jié)構(gòu)形狀，設(shè)備形狀結(jié)夠要使混合氣能在觸媒整個(gè) 截面均勻流過(guò)，防止使氣體發(fā)生渦流或局部濃度過(guò)高并防止發(fā)生爆 炸。 （四）觸媒規(guī)格，觸媒強(qiáng)度，生產(chǎn)方式不同，對(duì)觸媒鉑網(wǎng)規(guī)格的 選

4、擇就不同。若選擇不當(dāng)就會(huì)使氨氧化率降低。觸媒強(qiáng)度太大，氣體 流速增大而使接觸時(shí)間縮短，氨來(lái)不及反應(yīng)，使氧化率降低，強(qiáng)度太 小，生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。 2.生產(chǎn)中獲得較高氧化率： （一）保持催化劑具有較高活性。 （二）控制量佳及反應(yīng)時(shí)的溫度。 （三）控制合適的氨濃度及適宜的燃氨強(qiáng)度。3.提高氨氧化率的措施： （一）加強(qiáng)空氣的凈化，空氣的凈化直接影響鉑網(wǎng)的活性。 （二）加強(qiáng)氣氨的凈化，由于合成氨中有油和催化粉，及碳鋼管 道上的鐵粉會(huì)造成鉑網(wǎng)中毒，現(xiàn)一般采用多級(jí)過(guò)濾分離，以確保氣氨 的純凈度。 （三） 調(diào)整混合氣溫度， 鉑網(wǎng)溫度是由混合氣溫度和氨空比決定， 氨空比調(diào)整有一定的局限性，過(guò)高則危險(xiǎn)，過(guò)低則影響產(chǎn)量

5、。當(dāng)氨空 比不能調(diào)整時(shí)，可調(diào)整混合氣溫度。（四）選擇適合裝置性能的鉑網(wǎng)，氧化爐溫度低的裝置要選用含 銠少的鉑網(wǎng)如 95 鉑 5 銠，氧化爐溫度高的裝置則選用含銠高的鉑網(wǎng) 如 90 鉑 10 銠。（五）鉑網(wǎng)要安裝好，再生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格按要求操作，鉑網(wǎng)安裝時(shí)要 在最下部裝一層支撐網(wǎng)，若有鈀回收網(wǎng)則不用裝，可避免鉑網(wǎng)反應(yīng)后 變形活脫邊。 （六）搞好網(wǎng)前部位的清洗，氧化爐內(nèi)發(fā)生網(wǎng)前反應(yīng)，主要是由 于停車(chē)后氣體倒流使鉑灰附著在爐壁， 再次點(diǎn)火開(kāi)車(chē)就會(huì)發(fā)生氧化反 應(yīng)燒紅爐頭。此外，氫氣管道及合成管道為碳鋼，有鐵粉附著爐體也 發(fā)生氨的網(wǎng)前氧化反應(yīng)燒紅爐頭。 因此每次氧化爐安裝時(shí)要對(duì)爐體進(jìn) 行清洗，可避免爐頭燒紅現(xiàn)

6、象，氫氣點(diǎn)火盡可能用高純度氫氣。 硝酸二期中首先將由合成來(lái)得 0.81.1MPa 的液氨蒸發(fā)成符合工 藝要求的氣氨，供氧化崗位和硝銨車(chē)間中和崗位使用。然后由氧化爐 來(lái)得一氧化氮?dú)怏w，經(jīng)尾氣預(yù)熱器，快速冷卻器降溫后，進(jìn)入一塔氧 化區(qū)，與漂白區(qū)來(lái)得二次空氣混合，發(fā)生如下反應(yīng)： 2NO+O22NO2+Q 反應(yīng)后的氮氧化物進(jìn)入氧化氮冷卻器， 經(jīng)吸收塔來(lái)得冷卻回水冷 卻后進(jìn)入吸收塔，與除鹽水接觸生成硝酸，經(jīng)二次空氣漂白后送入酸 罐。 3NO2+H2O2HNO2+NO+Q 吸收后的尾氣在尾氣預(yù)熱器中被加熱，隨后進(jìn)入尾氣反應(yīng)器，經(jīng) 加氨處理后，進(jìn)入尾氣透平回收能量后經(jīng)排氣筒排入大氣。 1.尾氣中氮氧化物含量

7、高的原因及處理仿法： （一）除鹽水量小，成品酸濃度控制過(guò)高。 （二）二次空氣量不足。 （三）冷卻水壓力低，流量小。 （四）處理方法：適量加大除鹽水量降低酸濃度，增加二次空氣 和冷卻水流量。 2.尾氣中殘余氮氧化物的處理：硝酸尾氣處理方法有堿液吸收法 和氨選擇性催化劑還原法等。 我廠(chǎng)硝酸裝置均采用氨選擇性催化劑還 原法處理硝酸尾氣。 氨選擇性催化還原法：以氨做還原劑，在銅鉻觸媒催化作用下氨 與氮氧化物氣體進(jìn)行選擇性反應(yīng)。 在適當(dāng)溫度下， 氨基本不與氧反應(yīng)。 4NH3+6NO5N2+6H2O+Q 8NH3+6NO27N2+12H2O+Q 當(dāng)反應(yīng)溫度較高時(shí)， 由于尾氣里還有 3%左右的氧會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。 在一定溫度范圍內(nèi)，氨與氧化氮發(fā)應(yīng)速度遠(yuǎn)大于氮