双加压硝酸装置的节能技术研究

A 公司采用了高塔熔体造粒、硝镁法硝酸浓缩、加压中和硝酸铵以及双加压法稀硝酸等技术，建成了500kt/a 硝硫基复合肥、400kt/a 硝酸铵、100kt/a 浓硝酸以及300kt/a 稀硝酸等装置。

自建成投产以来，上述装置在节能减排方面效果显著，副产蒸汽外送0.38t 、吨酸平均氨耗281.2kg ，经济指标和运行状况均良好。

1 双加压法稀硝酸装置工艺流程
液氨经过一系列工序后与混合气一起再进入氨氧化炉反应[1]。

反应产物NO x 在出氨氧化炉后经过NO x 分离器以及废热锅炉等进入NO x 压缩机。

NO x 被压缩后再经过高压快冷器、尾气预热器和尾气加热器后进入吸收塔。

经吸收塔塔顶排出后，经过尾气分离、预热、加热、换热以及过热器后进入氨催化还原反应器。

最后经过一系列的工序经烟囱放空达标降温后的尾气。

2 适宜稀硝酸装置采用的节能减排技术
2.1 电拖动的四合一机组
先进的双加压法工艺是目前国内外生产稀硝酸的主要方法，蒸汽轮机驱动为该生产装置的四合一机组所采用的，也就是尾气透平机、空气压缩风机、NO x 压缩风机以及汽轮机的组合[2]。

蒸汽轮机驱动的四合一机组主要存在以下四个方面的问题：第一，运行控制的参数较复杂，装置可调整的运行负荷范围小，以此来保证装置平稳运行；第二，大量的高品质蒸汽需要消耗，时间较长、启动过程较复杂的开车装置；第三，需要配套建设开车锅炉或配套外供开车用蒸汽系统；第四，在驱动汽轮机方面，使用了大部分的装置副产的大量高品质过热蒸汽，这些蒸汽的热能价值也被降低。

变频电动机驱动如果选择四合一机组，也就是尾气透平机、空气压缩风机、空气压缩风机等形式。

以150kt/a 的稀硝酸装置为例，3.82MPa 为可副产压力在满负荷运行时的值，过热蒸汽温度为420℃时约25t/h 。

在同等级的蒸汽管网中可以直接送入此部分蒸汽，1 000kW 电机驱动的运转设备也可被可驱动背压式汽轮机所替代，温度为280℃，压力为1.30MPa 的蒸汽在经背压式汽轮机后可继续供其他生产装置使用。

如果按照蒸汽180元/t 、电价0.7元/（kW ·h ）来计算，减排烟尘至少210t ，分别减排NO x 和SO2为1 220t 和680t ，经济效益每年可增加700万元以上。

2.2 铂催化网、空气净化装置以及高效氨
在生产总成本方面，原料氨的成本在稀硝酸生产中占据80%以上。

其所占的比例如果是外购液氨的话会更高。

生产管理的重中之重就是如何提高氨的氧化效率。

降低氨耗、提高氨利用率主要有以下五个方法：第一，铂网催化剂采用能长周期保持高氨氧化效率的；第二，保持铂网有较高的氨氧化效率和较好的催化活性，有效去除外界带入氧化炉的对铂网有害的污染物，采用空气净化装置、气氨以及高效液氨；第三，为了避免催化剂筐长期使用后受热变形，采用能长期耐高温的材料制造氧化炉催化剂筐；第四，为了防止铂网压边的脱出，在装填铂网、固定催化剂管等的过程中加强管理；第五，在装置投入运行后，严格控制各项工艺指标，在铂网受到污染影响到催化效率时，为了恢复其催化效果，应及时停车对铂网进行清洗[3]。

2.3 氧化炉内选择性N 2O 减排和尾气中NO x 氨催化还原技术
如果没有对尾气中的N 2O 和NO x 采取减排措施而直接排放，国内目前双加压法稀硝酸装置，尾气中N 2O 和NO x 的质量浓度分别在标态1 000~3 000mg/m 3和标态149~699mg/m 3。

在采用尾气中NO x 氨催化还原减排技术后，尾气温度可上升2~4℃，尾气中NO x 质量浓度可以降低到标态10~60mg/m 3。

150kt/a 稀硝酸装置一套一年可以多送出蒸汽8 000t ，减排NO x 140t 。

氧化炉内选择性N 2O 催化减排技术在采用后，每年可折合减排CO 2 220kt ，减排N 2O 710t 。

2.4 回收利用液氨的蒸发冷量
循环水氨冷器、液氨蒸发器B 和液氨蒸发器A 为本装置的三台液氨蒸发器。

稀硝酸生产的原料就是液氨，在装置中被汽化并加热为过热气氨。

主蒸发器为液氨蒸发器，把脱盐水冷却降温后在氨蒸发时，为了降低吸收温度，由冷冻水循环泵送入吸收塔的上层塔盘。

在升高脱盐冷冻水温度后返回液氨蒸发器A 用于蒸发液氨，再经过一系列工序后进入到下一个循环。

液氨蒸发器B 中进入来自循环水站的循环水来对液氨进行蒸发，经过一系列工序后最后返回循环水站。

2.5 回收利用氨氧化反应的余热
水冷壁管组、立式废热锅炉以及蒸汽过热器均设置在氨氧化炉中。

温度为420℃、产生压力为3.82MPa 的高品位过热蒸汽，为了供尾气透平做功回收能量，将尾气温度提高至370~380℃，通过产生蒸汽换热后的NO x 气体再与低温尾气换热。

与锅炉给水换热后260℃左右的NO x 气体降温至140℃，并完成回收利用NO 氧化和氨氧化反应的余热。

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摘　要：以A 公司为例，首先阐述了双加压法稀硝酸装置工艺流程，其次分析了稀硝酸装置适宜采用的节能减排技术，最后说明了稀硝酸装置开车过程的优化，对双加压硝酸装置的节能技术进行了相应的探讨。

结果表明，优化调整稀硝酸装置吸收工艺后，吸收效率有了有效的提高，稀硝酸装置开车过程优化后，在不会浪费氨和蒸汽的同时缩短了开车时间。

关键词：节能减排；双加压法；稀硝酸中图分类号：TQ31 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2019）09–0216–02
Study on Energy Saving Technology of Double Pressurized Nitric Acid Unit
Zhu Lei ，Ren Jun
Abstract ：This paper takes Company A as an example.Firstly ，the process flow of the double-pressurized dilute nitric acid plant is described.Secondly ，the energy-saving and emission-reducing technology suitable for the dilute nitric acid plant is analyzed.Finally ，the optimization of the driving process of the dilute nitric acid plant is described.The energy-saving technology of the pressure nitric acid plant was discussed accordingly.After optimizing the absorption process of the dilute nitric acid unit ，the absorption efficiency is effectively improved.After the optimization process of the dilute nitric acid unit is driven ，the driving time is shortened without wasting ammonia and steam.
Key words ：energy saving and emission reduction ；double pressurization method ；dilute nitric acid 双加压硝酸装置的节能技术研究
朱 磊，任 军
（中国平煤神马集团尼龙科技有限公司，河南平顶山 467000）
收稿日期：2019–08–02作者简介： 朱磊（1982—），男，河南平顶山人，助理工程师，主要
从事硝酸和硫酸生产的相关工作。

易做的工作，但是在实际操作中并不是表面那么简单，而是难度系数较大的一项系统化的工程。

没有一定的资金，是很难坚持到开展到最后一步的。

即使在没有资金、物质支持的情况下得到开展，最终的效率也是极低的。

在新形势的制约下，由于不重视环境监测工作，导致对于环境监测工作的投入资金不足，进而导致了在引进管理监测设备时，资金不足，只能选择性引进，而导致环境监测效率得不到提高。

为了提高环境监测工作的效率，需要国家对环境监测部门进行资金方面的支持，从而使得环境监测在保护环境工作中发挥其本职作用。

除了政府拨款外，也可利用其他途径获得资金，例如，市场投资等。

2.3 强化监测队伍的能力
将目光转入监测工作的实际工作中，可以看出人为原因也会影响环境监测工作出现失误。

所以，环保部门有义务对有外派任务的团队进行专门的培训，为提高团队整体能力做出准备，并且在培训过程中以提高团队整体能力为培训目的，从而使得团队整体能力提高而促进环保监测效率提高。

而对其能力进行强化的过程中，在人力资源部门对工作人员进行招聘时，选取能力较强的，对于能力较弱的人，实行淘汰制度。

而在组建环境监测小组时，对其进行均衡分配，能力较强的人员带领能力较弱的完成一项工作，并在完成工作过程中对其进行指导，使其能力得以加强。

从而实现加强团队整体的工作能力，以提高环境监测工作的效率为目的。

而工作人员在环境监测工作过程中，对于机械设备的应用较为熟悉，不会出现错误，这也是为提高环境监测团队整体能力打基础。

2.4 监管层次责任体系规范化
对于环境监测部门的人员需要进行责任分层承担制度，对于每一层人员所承担的责任应进行规范的划分，使其在工作中遇到困难，根据规范划分的责任就能够找到解决相应问题的人，保证问题及时得到解决。

通过措施以下，使得责任分工明确：①在环境监测部门，对每个人员的责任进行细分，并确保每个人都在适合自己的岗位上工作。

②工作人员意识的提高。

对于工作在环境监测部门的人员，进行责任意识的培训，以期望其责任意识能够被提高。

③环境监测结果准确性得以监督，为了保证环境监测结果的准确度，可以设立环境监测的监管部门，让其专门监督监测部门结果的准确度，定位监测部门在监测过程中所遇到的问题，提出自己所认为正确的解决方法，帮助监测部门解决问题。

这些办法都能够保证环境监测部门对于人员进行合理分配，并保证人员能够认识到自己所承担的责任。

3 结束语
通过本文前面所分析的环境监测现状与发展，以及现状中存在问题的解决方法可以得出，虽然我国经济仍在持续的迅速的发展，但是其发展是建立在以破坏生态环境为基础。

而现在生态环境已被污染，并且影响到了社会各界人士的正常生活。

但是为了保护环境，需要提高人民的环保意识，从而找到环境污染的根源，从根源上解决问题。

虽说现在环境保护已经在开始实行的阶段，但是环境监测仍是环境保护的一大关键。

只有当环境监测的数据准确，才能为环境保护的下一步工作的开展提供良好的条件。

我国已经在实行可持续发展战略，这将为我国环境保护提供一大助力，也能够确保我国及时走出环境污染这一大困境。

参考文献
[1] 李惠雨，宫宝涵，马鸿志，等.物联网技术在环境工程领域中的应
用研究[J].资源节约与环保，2019（2）.
（上接第216页）
2.6 降低尾气中NO x含量
建设二期稀硝酸装置时，在对浓硝酸装置产生的酸性废水进行了全部回收利用的情况下，A公司对二期装置进行了相应的设计优化，并始终以一期装置实际运行的工艺技术参数为基础。

为了提高硝酸吸收效率，对四合一机组吸收塔等设备的设计参数进行了修改调整，并与设备制造企业的相关工程技术人员和设计院进行反复交流、沟通。

在相同负荷下，一、二期装置平均运行参数对比如表1所示。

表1中吸收塔出口管道检测值为尾气中NO x含量。

从表1得出，吸收效率由于优化调整了稀硝酸装置吸收工艺而得到了有效的提高。

表1 在相同负荷下，一、二期装置平均运行参数对比
项目二期装置一期装置成品酸质量分数/%60~6158~59尾气中NO x含量/（mg·m-3，标态）208286吸收塔进出口气体温差/K32.330.1
吸收塔压力/MPa（表压）0.950.85
3 稀硝酸装置开车过程的优化
开启氨蒸发系统是在吸收塔充液合格后，先把气氨回收制成氨水或者放空。

点火开车是在氨空比合格以后。

这种开车方式会对环境会造成污染，浪费大量的蒸汽和氨，并耗时较长。

低负荷直接通氨点火节能技术为 A公司目前所采用的，也就是等到开车转速四合一机组达到后，将空气压缩机进口静叶缓慢开启，并逐渐调整空气压缩机的负荷至设计负荷的50%以下也就是开车负荷，再对吸收塔进行充液。

开启氨蒸发系统要在吸收塔充液合格后，直接向氨氧化炉通氨点火开车。

氨氧化炉温度在氨氧化炉通过控制负荷氨点火后可以快速调整到800℃以上。

接着再对装置负荷进行调整直到正常操作水平为止。

这种技术可以充分地利用氨和蒸汽，且还应有较短的开车时间。

4 结语
基于当前我国大气污染状况异常严重，行业经济效益整体不好，硝酸以及下游硝酸铵硝基复合肥产品的产能严重过剩。

因此，现阶段提高企业市场竞争力的有效手段以及企业应尽的社会责任和义务就是利用各种技术手段进行生产装置的节能减排。

而提高节能减排水平的有效手段，对于化工生产来说，就是对生产现场设备和管道的跑、冒、滴、漏等进行严格控制，并提高运行效率，同时加强工艺和设备的管理。

参考文献
[1] 祁嘉昕.硝酸装置工艺技术对比分析[J].煤炭与化工，2018，41（02）：
29-31.
[2] 魏有福.双加压法硝酸生产工艺技术分析与探讨[J].中氮肥，2016（06）：38-41.
[3] 郑重，孟令兵，杨文贤，等.150kt/a双加压法硝酸装置运行总结[J].
小氮肥，2016，44（11）：10-11.。