双加压法生产硝酸中输送稀硝酸的方法及其装置

摘要

本发明涉及双加压硝酸生产方法中，将氧化氮分离器分离产生的稀硝酸输送到吸收塔的方法和输送装置，是将开工酸槽引入工艺输送流程中，并采用液位自动调节阀控制氧化氮分离器的液位，将由氧化氮分离器分离产生的34％稀硝酸输送至开工酸槽中贮存，再选择用稀酸泵从开工酸槽中输送至吸收塔的指定位置。本发明的稀硝酸输送方法和装置避免了氧化氮分离器液位失控引发的氧化氮压缩机喘振和带液，减少了联锁停车事故，充分利用了空闲设备，优化了工艺流程。

说明书

技术领域

本发明涉及硝酸的生产方法，特别是双加压硝酸生产方法中，将由氧化氮分离器分离产生的34％稀硝酸输送到吸收塔的方法，以及用于输送稀硝酸的装置。

背景技术

自从100多年前实现硝酸的工业化生产以来，由于各个历史发展时期的条件局限，诞生了许多硝酸生产方法，就压力来划分，可以分为常压法、全中压法、综合法、全高压法和双加压法等。这几种硝酸生产方法都属于氨接触氧化制备硝酸的原理，包括氨氧化物制NO，氮氧化物与水反应吸收成酸，尾气中氮氧化物脱除，空气和氧化氮气体的压缩以及能量回收四个步骤。然而，不同的硝酸生产方法，在生产能力、技术经济指标、设备组合及结构等方面存在有明显的差异和优劣。

双加压硝酸生产方法为氨氧化在中压(0.35～0.6Mpa)下进行，而酸吸收在高压(1.0～1.5Mpa)下进行。此法吸收了全中压法与全高压法的优点，并可采用比全高压法更高的吸收压力，各项工艺指标的选择与确定更符合氨接触法生产硝酸的条件要求，保证了较高的氧化率和优良的吸收率，同时也满足了生产规模的大型化和技术经济指标的合理化。双加压法具有能耗低，氨利用率高的优点，产品硝酸浓度可达60～65％，尾气中NO_x含量低于200ppm，不需处理即可达到排放标准要求。实践证明，双加压法是讫今为止国内外公认的最佳工艺流程。

虽然双加压法生产硝酸的优点很多，但是在生产实践中，还是发现其有些地方的设计不尽合理，给整个工艺的稳定运行带来一定的困难，甚至可能发生故障。特别是氧化氮分离器的稀硝酸输送工艺流程，存在很大的问题需要改进。

1、原来设计的稀硝酸输送流程是：通过流量调节阀控制氧化氮分离器内的液位，将由氧化氮分离器分离产生的34％稀硝酸直接经过稀酸泵送往吸收塔的五、六、七、八层塔板。由于氧化氮分离器的容积有限，而且受入口氧化氮气体方位条件的限制，对于氧化氮分离器中的液位控制十分重要和严格，设计有液位高报警和高联锁停车装置，目的是防止氧化氮分离器中液位失控造成氧化氮压缩机发生喘振和带液事故的发生。然而，在实际生产中，由于稀酸泵故障不打量、出口止逆阀故障发生倒流、液体中带气等原因，都有可能使氧化氮分离器的液位失控而引发氧化氮压缩机的喘振和带液事故，轻则联锁停车，重则发生严重事故。

2、在硝酸生产中，氧化炉中的瓷环填料会不断产生一些碎片，这些碎片可能会随着稀硝酸进入到稀酸泵中，使得稀酸泵机械密封的损坏机会增加了许多。

3、在原双加压法硝酸生产装置中，专门设置有一个在开车时向吸收塔内充入稀硝酸液体的开工酸槽和与之配套的开工酸泵，开工酸槽的体积是氧化氮分离器体积的100多倍，开工酸泵的流量也是稀酸泵流量的三倍。开工酸槽和开工酸泵只是在系统开车时才使用，系统正常生产时被闲置不用，设备的利用率很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种双加压法生产硝酸中输送稀硝酸的方法，该方法可以使氧化氮分离器的液位控制稳定准确，避免带来的氧化氮压缩机喘振和带液，防止因氧化氮分离器液位波动而造成的联锁停车事故。

提供一种用于实现上述方法的装置，以提高设备的利用率，是本发明的另一发明目的。

本发明的双加压法生产硝酸中输送稀硝酸的方法是首先由液位自动调节阀控制，将由氧化氮分离器分离产生的34％稀硝酸输送至一个开工酸槽中贮存，再选择用稀酸泵从开工酸槽中输送至吸收塔的下述位置之一：

开车时，由稀酸泵送入吸收塔的七、十四、二十四塔板层；

正常生产时，由稀酸泵送入吸收塔五、六、七、八塔板层中的任意一层。

本发明设置有三台稀酸泵，在开车时，三台稀酸泵同时启动，将稀硝酸从开工酸槽中同时输送至吸收塔的七、十四、二十四塔板层，进行充液操作；在正常生产时，则只启动其中的一台稀酸泵，其余两台备用，将开工酸槽中贮存的稀硝酸送入吸收塔五、六、七、八塔板层中的任意一层。

通过设置在管路上的截止阀，控制实现稀硝酸输送位置的变更。当开车需要向吸收塔充液时，打开连通吸收塔七、十四、二十四塔板层管路上的全部截止阀并关闭连通五、六、七、八塔板层管路上的全部截止阀；正常生产时，则关闭七、十四、二十四塔板层管路上的全部截止阀，打开五、六、七、八塔板层管路上的任意一个截止阀，从而用稀酸泵将稀硝酸输送至吸收塔的指定位置。同时，在七、十四、二十四塔板层的管路上还设置有一个用于控制稀硝酸流量的流量调节阀。

用于实现本发明方法的装置包括：

一个氧化氮分离器，用于分离产生34％稀硝酸；

一个开工酸槽，通过管路与氧化氮分离器的底部连通，用于贮存由氧化氮分离器输送来的稀硝酸；

一个安装在氧化氮分离器与开工酸槽之间管路上的液位自动调节阀，用于控制氧化氮分离器的液位，将产生的稀硝酸及时输送到开工酸槽；

至少三台稀酸泵，与开工酸槽的底部连通，用于将开工酸槽中的稀硝酸输送至吸收塔的指定位置；

一个吸收塔，其第五、六、七、八塔板层通过管路连接稀酸泵，第七、十四、二十四塔板层通过另一条管路与稀酸泵连通；以及，

分别安装在与吸收塔连通的管路上的截止阀和安装在连接第五、六、七、八塔板层管路上的一个流量调节阀。

与现有稀硝酸输送流程比较，本发明在输送工艺流程中利用了原来利用价值不高的开工酸槽，并采用液位自动调节阀控制氧化氮分离器的液位。这种改进一方面使氧化氮分离器的液位控制更加稳定、准确，另一方面，将开工酸槽并入流程中，相当于增加了一个缓冲空间，可以使氧化氮分离器分离产生的稀硝酸及时排出，本发明从而从各方面避免了氧化氮分离器中液位失控引发的氧化氮压缩机喘振和带液，减少了联锁停车事故。

同时，引入开工酸槽作为缓冲空间，系统中由氧化炉产生的瓷环填料碎片就会在开工酸槽中沉积下来，而不会直接进入稀酸泵中，也减少了稀酸泵机械密封的损坏机会。

开工酸槽作为缓冲空间，可以存储氧化氮分离器近10个小时产生的稀硝酸，这样，即使稀酸泵全部发生故障，也可以不必中断生产，为修理和更换设备提供了充足的时间。

本发明在现有两台稀酸泵的基础上，再增加一台稀酸泵，使其数量达到三台，同时取消了原来利用率不高，但流量、功率均较大的开工酸泵，将稀酸泵与开工酸泵合并使用，并充分利用了原来利用率不高的开工酸槽，有效地利用了空闲设备，优化了稀硝酸输送工艺流程，节约了设备投资，使装置的配置更加合理、安全、可靠。

附图说明

图1是本发明双加压法生产硝酸中输送稀硝酸方法的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，酸—气混合物进入氧化氮分离器1中，经氧化氮分离器1分离，气体与来自漂白塔的空气混合后进入氧化氮压缩机中，产生的浓度为34％的稀硝酸则从分离器底部通过管路2流入开工酸槽4中，在管路2上安装有液位自动调节阀3，用于实现氧化氮分离器中的液位控制，将产生的稀硝酸及时排往开工酸槽中贮存。

在开工酸槽4的后面设置有三台稀酸泵5，存储在开工酸槽4中的稀硝酸经其中任意一台稀酸泵5升压后，打开五、六、七、八塔板层中任意一层的截止阀11，用流量调节阀6控制流量，通过管路7将稀硝酸送入吸收塔10的指定塔板层。

当在开车需要向吸收塔10充液时，关闭截止阀11，打开截止阀8和12，将三台稀酸泵同时启动，通过管路9同时把稀硝酸输送到吸收塔10的七、十四、二十四塔板层进行充液操作。