影响氨氧化率的因素

硝酸生产中的氨氧化率及尾气中氮氧化物王靠群硝酸生产过程中，无论是常压法、全高压法、双加压法硝酸装置，液氨在硝酸成本中都占64%~72%左右，以液氨为主要原料的硝酸生产，近来由于液氨价格上涨，生产成本大幅度上升，因此提高液氨的总利用率是降低成本的主要因素之一。当装置的生产方式确定后，氨氧化率的提高就成了主要因素。在实际生产中由于氨的氧化率低，造成耗氨高，铂损失大，经济上不合算，铵盐也会增大，因此提高氨的氧化率成为当前硝酸生产中的主要问题。我国现有大气污染物主要是二氧化硫，其次是氮氧化物。而今年来氮氧化物的排放量逐渐增多甚至排放总量在以后几年将会超过二氧化硫，成为第一大酸性气体污染排放物。如今，国家对氮氧化物排放量十分重视，因此硝酸工业生产中的尾气处理十分重要。硝酸二期生产稀硝酸生产方法采用的是全中压氨氧化法其主要过程为：4NH3+5O2＝4NO+6H2O2NO+O2＝2NO23NO2+H2O＝2HNO3+NO其中氨氧化反应的原理为：将符合工艺要求的氨气和空气，经过严格控制按一定比例混合，自上而下进入氧化炉，在催化剂铂网上.发生氧化反应，生成一氧化氮，主要反应式：4NH3+5O2＝4NO+6H2O+Q另外一小部分生成元素氮损失掉。反应后的高温氮氧化物气体，经过过热器、废热锅炉等热交换器，温度降到240摄氏度左右，送入吸收系统。1.影响氨氧化率的因素：影响因素：（一）铂网暂时性中毒或永久性中毒，由于生产过程中的污染，使铂网活性降低甚至中毒，从而使氨氧化率降低。铂网中毒的主要原料是气氨、空气中含有油、铁、灰尘等。铂网破裂脱边，铂网在安装时若安装方式不当，容易一起脱边而造成一部分氨没有反应，而滑过铂网。(二)氧化炉温度过高或过低，若氧化炉温度过低，触媒尚未活化，氧化率较低。温度过高，则铂耗高，易出现网前反应，氨氧化率降低。（三）氧化炉结构形状，设备形状结够要使混合气能在触媒整个截面均匀流过，防止使气体发生涡流或局部浓度过高并防止发生爆炸。（四）触媒规格，触媒强度，生产方式不同，对触媒铂网规格的选择就不同。若选择不当就会使氨氧化率降低。触媒强度太大，气体流速增大而使接触时间缩短，氨来不及反应，使氧化率降低，强度太小，生产不经济。2.生产中获得较高氧化率：（一）保持催化剂具有较高活性。（二）控制量佳及反应时的温度。（三）控制合适的氨浓度及适宜的燃氨强度。3.提高氨氧化率的措施：（一）加强空气的净化，空气的净化直接影响铂网的活性。（二）加强气氨的净化，由于合成氨中有油和催化粉，及碳钢管道上的铁粉会造成铂网中毒，现一般采用多级过滤分离，以确保气氨的纯净度。（三）调整混合气温度，铂网温度是由混合气温度和氨空比决定，氨空比调整有一定的局限性，过高则危险，过低则影响产量。当氨空比不能调整时，可调整混合气温度。（四）选择适合装置性能的铂网，氧化炉温度低的装置要选用含铑少的铂网如95铂5铑，氧化炉温度高的装置则选用含铑高的铂网如90铂10铑。（五）铂网要安装好，再生产时严格按要求操作，铂网安装时要在最下部装一层支撑网，若有钯回收网则不用装，可避免铂网反应后变形活脱边。（六）搞好网前部位的清洗，氧化炉内发生网前反应，主要是由于停车后气体倒流使铂灰附着在炉壁，再次点火开车就会发生氧化反应烧红炉头。此外，氢气管道及合成管道为碳钢，有铁粉附着炉体也发生氨的网前氧化反应烧红炉头。因此每次氧化炉安装时要对炉体进行清洗，可避免炉头烧红现象，氢气点火尽可能用高纯度氢气。硝酸二期中首先将由合成来得0.8~1.1MPa的液氨蒸发成符合工艺要求的气氨，供氧化岗位和硝铵车间中和岗位使用。然后由氧化炉来得一氧化氮气体，经尾气预热器，快速冷却器降温后，进入一塔氧化区，与漂白区来得二次空气混合，发生如下反应：2NO+O2＝2NO2+Q反应后的氮氧化物进入氧化氮冷却器，经吸收塔来得冷却回水冷却后进入吸收塔，与除盐水接触生成硝酸，经二次空气漂白后送入酸罐。3NO2+H2O＝2HNO2+NO+Q吸收后的尾气在尾气预热器中被加热，随后进入尾气反应器，经加氨处理后，进入尾气透平回收能量后经排气筒排入大气。1.尾气中氮氧化物含量高的原因及处理仿法：（一）除盐水量小，成品酸浓度控制过高。（二）二次空气量不足。（三）冷却水压力低，流量小。（四）处理方法：适量加大除盐水量降低酸浓度，增加二次空气和冷却水流量。2.尾气中残余氮氧化物的处理：硝酸尾气处理方法有碱液吸收法和氨选择性催化剂还原法等。我厂硝酸装置均采用氨选择性催化剂还原法处理硝酸尾气。氨选择性催化还原法：以氨做还原剂，在铜铬触媒催化作用下氨与氮氧化物气体进行选择性反应。在适当温度下，氨基本不与氧反应。4NH3+6NO＝5N2+6H2O+Q8NH3+6NO2＝7N2+12H2O+Q当反应温度较高时，由于尾气里还有3%左右的氧会发生副反应。在一定温度范围内，氨与氧化氮发应速度远大于氮氧化物速度，因此可控制反应使之具有选择性。硝酸生产中要针对不同装置存在的不同问题，认真科学的进行原因分析，制定出切实可行的该进措施，提高氨的氧化率，根据具体情况，结合氮氧化物排放标准对硝酸尾气加以处理。