27万吨硝酸装置操作规程讲解Word格式文档下载.docx
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4NH3+502=4NO+6H2O+907.28KJ
（1）
副反应：
4NH3+402=2N2O+6H2O+1104.9KJ
（2）
4NH3+302=2N2+6H2O+1269.09KJ（3）
由于氨氧化反应选择在铂合金催化剂作用下进行，使反应
（1）的反应速度大大加快，从而阻止反应
（2）（3）的进行，使氨氧化生成一氧化氮的氧化率在96%以上。
此外，还有其它副反应：
①当铂网温度过高时，产生氨的分解。
2NH3=N2+3H2-91.69KJ（4）
②当气体在铂网上较长时间接触时，可发生如下副反应：
2NO=N2+O2+180.618KJ（5）
4NH3+6NO=5N2+6H2O+1810.791KJ（6）
二、一氧化氮的氧化
氨氧化生成的一氧化氮继续氧化，便可得氮的高价氧化物NO2、N2O3和N2O4。
2NO+O2=2NO2+112.6KJ（7）
NO+NO2=N2O3+40.2KJ（8）
2NO2=N2O4+56.9KJ（9）
NO氧化成NO2与硝酸生产过程中的其它反应比较，是最慢的一个反应，该反应决定了全过程进行的速度。
上述（7）（8）（9）三个反应都是可逆放热反应，气体分子数减少；
从热力学和动力学分析的结论表明，降低温度，增加压力有利于提高NO氧化为NO2的反应速度和氧化度。
三、二氧化氮吸收生成酸：
用水吸收氮氧化物的总反应式为：
3NO2+H2O=2HNO3+NO+136.2KJ（10）
该反应式表明，被水吸收的NO2只有2/3生成硝酸，其余1/3则转化为NO；
故还必须将吸收生成的NO继续氧化为NO2。
即整个吸收过程是NO2的吸收与NO的再氧化同时进行的。
由于吸收反应具有放热、气体分子数减少的特点，所以应尽量创造条件使吸收反应在低温和较高压力下进行，从而提高氮氧化物的吸收率。
四、成品酸的漂白：
在吸收系统中，低温、加压条件下有如下副反应发生：
2NO+HNO3+H2O=3HNO2+96.3KJ（11）
NO+NO2+H2O=2HNO2+37.68KJ（12）
必须把亚硝酸从成品酸中除去，防止在硝铵生产中生成具有危险性的亚硝酸盐。
我们通过向漂白塔中加入热空气，与酸逆流接触，进行气提脱硝，将酸漂白，使反应（11）（12）逆向进行来完成。
第三章工艺流程叙述
1、氨空混合气的制备
压力为0.8-1.2MPa（G-表压）液氨被送入氨蒸发器（C31001A/B）中蒸发为气氨。
其中约80%的液氨在A台被循环于A台蒸发器和吸收塔冷却器（C31013）上部之间的闭路循环水所蒸发；
约20%的液氨在B台中用来自高压反应水冷器（C31011）的冷却水所蒸发，使用PIC-31001将蒸发压力控制在0.52MPa（G）
约1.8m3/h的液体连续的用手操器HC31001控制，从C31001A引至C31001B，并通过就地调节将积存在C31001B的水分、油等排至辅助氨蒸发器（C31002），用低压蒸汽蒸发，回收气氨。
残留物则间断排至排油罐（Y31009）中移出。
C31001A/B出口气氨送入氨过热器（C31003），用低压蒸汽加热，气氨温度由TRCA-31022控制。
气氨在进入氨空混合器（L31001）前，先经过滤器（Y31001）过滤净化。
空气经消音器（Y31011）、空气过滤器（Y31002）三级净化后，进入空压机（J31012），经压缩后分一次空气和二次空气两路。
一次空气经FR31003（流量计）送入氨空混合器（L31001）与气氨混合；
二次空气去漂白塔脱硝。
2、氨的氧化
氨空混合气在约217℃下进入氧化炉（D31001A/B）中发生氧化反应生成NO气体并放出热量，热气流经蒸汽过热器（C31006A/B）和废热锅炉（C31005A/B），被回收部分热量，NO温度降至约400℃。
3、NO的氧化和NO2的吸收
离开氧化炉的NO气体，进入高温气-气换热器（C31007）、省煤器（C31008）、低压反应水冷凝器（C31009）开始氧化，生成NO2和少量的稀酸（约34%）。
酸、气混合物又经过氧化氮气体分离器（Y31006）分离出稀酸后，与来自漂白塔（E31002）的二次空气混合，进入氧化氮压缩机（J31013），加压到1.01MPa（G），进入尾气预热器（C31010）、高压反应水冷器（C31011），最终进入吸收塔（E31001）底部。
在吸收塔32层塔板上，[N2O]2被水吸收成硝酸。
吸收塔所需工艺水由工艺水泵（J31003A/B）提供。
吸收塔底的成品酸（58%-60%）在LICV-31008控制下进漂白塔（E31002）脱硝后，经酸冷器（C31014）冷却到50℃以下，最终送入14米成品酸槽中（60%）。
若硝铵需要把硝酸稀释，则把漂白塔引出来的60%硝酸，送到混酸冷却器（C31010），用水（硝铵工艺冷凝液）稀释到需要浓度后，送入807酸槽。
NOX分离器分离出的稀酸，经稀酸泵（J31004A/B）送至吸收塔（E31001）的5-8层塔板上，用来吸收NO2气。
开工阶段，存入开工酸槽（F31003）的不合格酸，经开工酸泵（J31005）送入吸收塔上回收。
4、脱硝
来自吸收塔（E31001）的成品酸送至漂白塔（E31002）塔板上，用从空压机出来的二次空气逆流接触提出溶解在硝酸中的亚硝气，完成漂白过程。
二次空气经二次空气冷却器（C31012）冷却后从下部进入漂白塔，从漂白塔顶部出来后被送至NOX压缩机（J31013）入口，和NOX分离器（Y31006）分离出来的NOX气混合，进入NOX压缩机中被加压。
5、尾气
从吸收塔（E-31001）顶部出来的尾气，经尾气分离器（Y31007），二次空气冷却器（C31012），尾气预热器（C31010）和高温气-气换热器（C31007），加热到360℃后进入尾气膨胀机（J31014）中膨胀做功回收能量，后经排气筒（Y31010）排放大气中。
6、蒸汽及冷凝液系统
脱盐水送入除氧器（Y31008）进行热力除氧后，由锅炉给水泵（J31001A/B）经省煤器（C31008）预热后送入汽包中（Y31003）。
锅炉循环升压泵（J31002A/B）使锅炉水在汽包和废热锅炉间循环，生成压力为4.0MPa（G）饱和蒸汽。
来自汽包的饱和蒸汽，经喷水减温器（Y31018A/B）后进入蒸汽过热器（C31006A/B）中过热，再经过蒸汽分离器（Y31004）除雾后，大部分用于蒸汽透平（J31011）做功，多余的输出界区。
从蒸汽透平出来的乏汽，经蒸汽冷凝器（C31016）收集在热水井中，用冷凝液泵（J31020A/B）抽出，经喷射冷凝器（C31017）冷却后返回除氧器（Y31008）回收。
各换热器中来的蒸汽冷凝液，集中回收到除氧器中。
J31016A/B加药泵将Na3PO4溶液送入汽包（Y31003）中，用来控制锅炉水质。
7、排酸
所有换热器、分离器及取样装置排出的酸都收集在排酸槽（F31002）中，并用排酸泵（J31009）送到NOx分离器中。
其他各处的排酸：
如来自硝酸界区的酸水都收集在中和槽中，用CaCO3中和，然后溢流到下水管排出界区。
8、冷却水系统
工艺采用两种冷却水系统：
一种是工艺过程的闭路循环水系统，另一种是从界区外来的循环冷却水。
闭路循环系统是由A台氨蒸发器（C31001A），吸收塔上部冷却水（9-26层），循环水升压泵（J31006A/B），补充循环水泵（J31008A/B）和补充循环水槽（F31001）组成。
闭路循环水在C31001A蒸发器中，由22.5℃冷却到18℃以后，将其送到吸收塔冷却器，用来移走吸收反应热。
从界区外来的循环冷却水，分别进入蒸汽冷凝器（C31006），低压反应水冷凝器（C31009），吸收塔冷下部却水器（E31001），排污冷却器（C31015），高压反应水冷却器（C31011），B台蒸发器（C31001B）及泵轴承、取样冷却器等换热后，返回界区。
第四章设备说明
第一节设备一览表
一、非标设备
序号
设备位号
设备名称
规格型号
数量
材料
1
D31001AB
氨氧化炉
φ4070×
14H=6355.
氨氧化炉与蒸汽过热器及废热锅炉三位一体组成一套设备
2
20R
A213GrT22（管）
A210GrAl（管）
E31001
吸收塔
φ5200×
58540
单溢流筛板塔塔板共32块在第1～26层塔板上,均设有水冷器
00Cr19Ni10
3
E31002
漂白塔
φ2300×
9125单溢流筛板塔
塔板共4块顶部设有丝网除沫器
4
C31001A
NO.1氨蒸发器
φ1400/2000×
8865
卧式列管换热器换热面积:
F=544m2列管:
φ25×
2.0L=6000N=1187
16MnROCr18Ni9
5
C31001B
NO.2氨蒸发器
7669
F=431m2列管:
2.0L=4800N=1187
16MnR
6
C31002
氨辅助蒸发器
φ1000×
3670列管:
3.5
立式蛇管加热器换热面积:
F=15m2列管:
7
C31003
氨过热器
φ750×
3714立式蛇管加热器
换热面积:
F=52m2列管:
φ19×
2.0N=186
8
C31005AB
废热锅炉
F=210m2
A213GrT22
A210GrA-120R
9
C31006AB
蒸汽过热器
壳体:
14
F=97.8m2
0Cr18Ni10Ti
10
C31007
高温气-气换热器
φ2340×
10794
F=1279m2列管:
φ32×
2.0L=8200n=1594
11
C31008
省煤器
φ1650×
8694
F=974m2列管:
2.5L=5900n=2239
12
C31009
低压反应水冷凝器
φ2100×
14646
F=1780m2列管:
2.0L=11300n=2020
13
C31010
尾气预热器
8757
立式列管换热器换热面积:
F=490m2列管:
1.5L=5100n=1290
TA2
C31011
高压反应水冷凝器
φ1420×
11542
立式列管换热器换热积:
F=678m2列管:
2L=8100n=1086
15
C31012
二次空气冷却器
φ1120×
3797
列管换热器换热面积:
F=82.3m2列管:
2L=1600n=711
0Cr18Ni9
16
C31014
酸冷却器
φ700×
3544
F=57m2列管:
2L=2500n=304
17
C31015
排污冷却器
H=2750L=5789
套管换热器换热面积:
F=5.7m2列管:
φ57×
5.0L=5300
Q235-A
20
18
SC31001
取样冷却器1
φ500×
1690
蛇管换热器换热面积:
F=1.5m2
Q235-B
19
SC31002
取样冷却器2
φ300×
1180
F=0.4m2
SC31003
取样冷却器3
φ350×
21
SC31004
取样冷却器4
1105
F=0.42m2
22
F31001
补充循环水槽
φ1800×
2387
V=4.6m3
23
F31002
排酸槽
φ2000×
1000
V=3.14m3
24
F31003
开工酸槽
φ8000×
4208
V=210m3
25
F31004
联胺溶解槽
φ650×
1575
V=0.33m3
26
F31005
磷酸钠溶解槽
1582
V=0.33m3换热面积:
F=0.37m2
27
Y31001
氨过滤器
φ1200×
3521
内设玻璃纤维管过滤元件
玻璃纤维管
28
Y31002
空气过滤器
1、第一级过滤器型式:
自动卷帘式空气过滤器，尺寸:
过滤面单元宽度1.7m,净高4.0m，并排数7个
2、第二级过滤器型式:
袋式过滤器
3、第三级过滤器型式:
CS+SS
29
Y31003
汽液分离器
10494V=24.5m3
30
Y31004
蒸汽分离器
φ800×
2399V=0.4m3
15CrMoR
31
Y31005
排污罐
7720V=21.9m3
32
Y31006
氧化氮分离器
φ1600×
6266V=9.6m3
33
Y31007
尾气分离器
φ1300×
4085V=3.63m3
34
Y31008
除氧器
35
Y31009
排油罐
φ600×
1609V=0.28m3
36
Y31010
尾气排气筒
70000
37
Y31011
空气入口消音器
φ15154×
4000
共二级消音器
Q235-A.F
玻璃纤维
38
Y31012
蒸汽吹除消音器
φ778×
1830
Q235A
39
Y31013
尾气消音器
3000
00Cr18Ni10Ti
40
Y31018A
减温器
φ159×
265
16Mn
41
Y31019
管道蒸汽分离器
φ476×
2103
15CrMo
42
Y31020
除雾液罐
φ450×
1095V=0.13m3换热面积:
F=1.4m2
43
Y31022
仪表空气分离罐
1360
44
L31001
空气-氨混合器
3500
45
C17601
混酸冷却器
工作介质：
硝酸
主体材料：
340L
二.定型设备
J31011
蒸汽透平
型式:
凝汽式
入口压力（Mpa）:
3.9
排出压力（Mpa）:
0.012（a）
组合件
J31012
空气压缩机
轴流式压缩机
风量:
151017Nm3/h（干气）
入口压力（MPa）:
0.09576（a）
排出压力（MPa）:
0.45（a）
J31013
氧化氮压缩机
离心式压缩机
99877Nm3/h（干气）
0.40
1.1（a）
J31014
尾气透平
冲动/反动式
124455Nm3/h（干气
0.94
0.00070（a）
油过滤器
型号：
707FM1625GS10DH3.5NS
额定流量：
3000L/min压力1.6MPa
过滤精度：
10чm通径：
DN100
滤芯型号：
QF9702GS10HXNS
事故油泵出口过滤器
707FM1613H26NB1H3.5FIS
1200L/min压力1.6MPa
DN65
QF9702FS10HXNS
润滑油冷却器
管程壳程
设计压力：
0.59MPa1.47MPa
工作压力：
0.45MPa1.14MPa
温度：
80℃65℃
介质：
水油
换热面积：
56*2m2=112m2
折流板间距：
196mm
V33102
润滑油箱
设计温度：
100℃
容积：
9.42m3
高位油箱
80℃
2.0m3
P33101AB
主油泵/备油泵
Q=51.66m3/h轴功率：
27.1kw
转速：
2900r/min压力：
1.5MPa
泵体型号：
SNH440R46U12.1W2
电机型号YB2-200L-2电流：
67.9A
电机功率：
37kw电压：
380V
P33103
事故油泵
Q=24.9m3/h轴功率：
5.74kw
0.5MPa
SNH210R4612.1W2
电机型号YB2-132S2-2电流：
14.9A
7.5kw电压：
液压-囊式
蓄能器
NXQA-25/10-F-A
工作温度：
-10～+70℃
公称压力:
10MPa公称容积:
25L
工作介质:
46#汽轮机油
C31016
蒸汽冷凝器
0.75MPa0.2MPa
最高工作压力：
0.4MPa0.002mmHg
80℃130℃
冷却水蒸汽
750m2
960mm
C31017
喷射冷凝器
壳程管程
0.1/-0.1MPa0.7MPa
0.07/F.VMPa0.6MPa
52℃45℃
80℃60℃
水蒸汽冷凝水
10/5m2
J31020AB
冷凝液泵
Q=54m3/h轴功率：
30kw
2950r/min
6N6A
电机型号YB2-200L1-2
电流：
55.5/32.1A
30kw电压：
380/660V
J31001AB
锅炉给水泵
Q=85m3/hH=536mNPSHa=4.0m
轴功率:
180.8Kw转速:
2980r/min
D685-67X8
电机型号Y355M1-2电流：
396A
220kw电压：
J31002AB
锅炉水循环泵
Q=790m3/hH=58mNPSHa=4.0m
148.5kW
转速:
1480r/min
300S58
电机型号Y315L2-4电流：
333A
185kw电压：
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