毕业论文设计《稀硝酸生产实用工艺》

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摘要
双加压法生产稀硝酸工艺是当今世界最为先进的稀硝酸生产工艺。

双加压法生产硝酸的氧化压力适中，吨酸铂耗少，吸收压力高，对氮的氧化物吸收有利，产酸浓度高，氨耗低，酸尾排放的NO x含量低。

双加压法的这些优点，使其占据了主导地位。

关键词：双加压法工艺流程稀硝酸
Abstract
the development of medium-pressure method for high pressure law and dual-pressure, dual-pressure production of dilute nitric acid process is the most advanced in the world today, dilute nitric acid production process. pared with other methods, dual-pressure production of nitric acid oxidation pressure is moderate, tons of acid platinum consumption, high pressure absorption, absorption of nitrogen oxides favorable high concentrations of acid production, ammonia consumption is low, acid tail emissions of NOx content is low. These advantages of the dual-pressure process, it has dominated in the production of nitric acid.
Keywords:dual-pressure process; process; dilute nitric acid
目录
摘要1
Abstract1
目录1
第1章硝酸生产开展简史1
1.1 硝酸的工业应用和生产概况1
1.2 常用的硝酸生产工艺1
1.3 硝酸生产工艺之间的比拟2
1.4 双加压法稀硝酸在我国的生产现状4
第2章双加压法硝酸工艺流程简介5
2.1 主要经济指标和参数控制5
2.2 生产原料的选取6
2.2.1 工业上对液氨的要求：7
2.2.2 对空气的要求：7
2.2.3 对水的要求：7
2.2.4 氨催化剂8
2.2.5 润滑油〔L-TSA46防锈汽轮机油〕9
第3章流程分析双加压法硝酸工艺11
3.1 主要反响方程式11
3.2 氨氧化反响与影响因素11
3.2.1 氮催化氧化的速率控制步骤11
3.2.2 氨氧化的物料和热量衡算12
3.2.3 氨氧化反响的影响因素13
3.3 NO氧化反响与影响因素14
3.3.1 温度与压力对反响速度的影响14
3.3.2 压力对NO氧化空间的影响15
3.4 影响吸收反响的因素16
第4章双加压法硝酸生产装置主要设备分析16
4.1 氨空混合器17
4.2 氧化炉与废热锅炉19
4.4 四合一机组21
第5章总结22
参考文献23
致谢23
第1章硝酸生产开展简史
1.1 硝酸的工业应用和生产概况
硝酸的生产历史较为悠久，早在十五世纪就有用智利硝石制造硝酸的方法，即用浓硫酸分解智利硝石，一直沿用到1900年。

H2SO4+2NaNO3=2HNO3+Na2SO4
十九世纪初发明电弧法固定氮，生产NO，再氧化、吸收变为硝酸。

该法耗电量太大，仅对挪威、瑞典等电费低廉的国家适用，该法一直沿用到第二次世界大战后。

以铂为催化剂进展氨氧化制造硝酸的研究可追溯到1838年，但是一直到1904年在莱比锡建立了三套中试装置：第一个日产3吨〔53%浓度〕的硝酸工业装置于1908年在德国威斯特伐利亚〔westphalia〕附近的格特〔Gerther〕建成。

当时采用卷成蜗状铂箱为催化剂，为了节约用铂，1909年改为网状，后又添加少量的銠与钯以改善其活性，随后英、美等国相继采用。

但直到1913年Haber法合成氨工艺问世，解决了氨的经济来源后该法才得到开展。

硝酸作为一种特殊的产品，可用于和平建设，亦可用于战争。

美国在20世纪70年代越战时期，硝酸工业得到快速开展，硝酸产量最高达10000Kt/a。

越战之后进展了调整，现保存约67家硝酸厂，总产能7000-7500Kt/a。

全球硝酸生产厂家〔未含中国大陆〕约345家，总产能55100-55700Kt/a，生产方法以高压法和双加压法为主。

全球各国生产能力前5名排序为：中国7050Kt/a(预计2013将达10770Kt/a,美国7500 Kt/a,，德国3866 Kt/a，英国3187 Kt/a，荷兰2465 Kt/a。

全球生产企业前5名排序为：英国帝国化学工业公司2205Kt/a,荷兰氮素公司1100Kt/a,德国巴斯夫950Kt/a,挪威波尔斯洛伦950Kt/a,中国某某天脊煤化工集团公司810 Kt/a。

1.2 常用的硝酸生产工艺
〔1〕常压法氨氧化与酸吸收均在常压下进展。

这种方法因压力低，氨氧化率高，铂耗较低，设备结构简单，多用6-12全串联的吸收塔。

早期吸收塔多用天然耐酸材质，如花岗岩或者耐酸砖砌成，现今用塑料或不锈钢制成。

常压法缺点是成品酸中HNO3含量低，排放的尾气中氮氧化物含量高，环境污染严重，尾气需作处理。

吸收容积大，占地多，投资大。

〔2〕全压法氨氧化和吸收均在加压下进展。

吸收压力可分两个等级：中压吸收压力为0.2-0.5MPa。

高压吸收为0.7-1.0 MPa或更高。

前者以伍德、斯塔米卡邦、蒙特爱迪生等工艺流程为代表。

后者以凯米科、住友的工艺流程为代表。

全压法因吸收压力高，其NO2吸收率以成品酸中HNO3含量较高。

排放尾气中氮氧化物含量低。

吸收容积小，能量回收率高。

但氨氧化率比常压法稍低，而且铂耗较大。

〔3〕综合法氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压力下进展。

现有两类流程：一为常压氨氧化-加压NO2吸收流程，二为中压氨氧化-高压NO2吸收流程。

前者以前苏联国立氮气研究所流程为代表，后者以法国格朗德-帕鲁瓦斯流程为代表简称GP法或称双加压法。

前者兼有常压和加压法两者优点：其氨耗与铂损耗比全压法小，不锈钢用量比全中压少，后者采用较高吸收压力和较低温度吸收，成品酸中HNO3含量一般可达60%，尾气中氮氧化物含量低于200PPm，可以不作处理而直接排放空气中。

1.3 硝酸生产工艺之间的比拟
衡量一个流程先进的标准，主要是根据其技术经济指标、生产规模、原料与操作费用、产品酸浓度上下和投资比为依据。

技术经济指标主要是氨、催化剂、电、水、蒸汽的消耗，另外还有氧化率、吸收率、尾气排放浓度、产品浓度、生产规模等。

投资比即生产强度与基建投资的比值。

氨的消耗是主要的指标，它占生产本钱的90%左右，提高氨的利用率是有极大意义的，理论上一吨成品酸需消耗氨为269.8Kg，实际上由于氨的转化率和吸收率达不到100%，液氨的纯度也达不到100%这样实际上氨耗应比理论值大，一般在280-300Kg/t。

从降低氨耗的角度来看，常压氧化氨的利用率高，加压吸收氮氧化物的吸收率高，有利于氨耗的降低。

根据铂催化剂的损失机理，铂消耗是必然的，由于其价格昂贵，资源缺少，所以铂的损耗也很重要。

近几年来生产中在减少铂耗和回收方面都采取了有效的措施。

由于流程不同其差异十清楚显，如常压氧化铂耗只有0.06g/t左右，而全高压法高达0.3g/t.电的消耗指标不仅仅和生产有关，而且与装置的能量回收密切相关。

假如流程配置得当，充分利用反响热，有效地回收尾气的热能和动能，加压的能量消耗可以大大降低。

电的消耗还和冷冻系统强化吸收有很大的关系，同样也关系到蒸汽的消耗。

生产规模主要是指铂网的燃烧强度和吸收设备的容积系数以与压缩机组的配置。

在流程中多设置一些原料净化设备和热能回收设备，虽增加了投资费用，但能提高氨的转化率和回收了能量，仍是合理的。

在吸收局部，提高压力和采用冷冻水，可以降低吸收容积系数，相应增加了能量消耗，却有利于尾气吸收控制和能量回收，提高了产品浓度。

节能压缩机组的选用，不仅提高了装置的整体装配水平，更有利于能量的综合利用。

所以要多方面兼顾考虑。

采用富氧氧化，不但减少吸收容积系数，而且能提高氨的转化率，减少动力配置，但要求有制备富氧的条件，可以综合利用，不宜专门设置制氧装置。

生产强度还和设备的类型、结构有很大关系，采用新技术、新材料的设备可以大幅度地强化生产能力。

各种硝酸工艺生产的特征见表
经济技术指标
1.4 双加压法稀硝酸在我国的生产现状
近几年，我国硝酸工业进入了开展的快车道，总产量每年以高于10%的速度增长，新增装置的技术含量提高，装置规模增大，操作压力升高，酸浓度提高，新技术得到广泛的应用。

新增加的装置主要以双加压法装置为主，双加压法硝酸装置以总产量大、单机规模大、能耗低、综合经济指标优等特点，已成为我国稀硝酸开展的主力和今后开展的方向。

我国现已运行的双加压法稀硝酸装置共二十套装置，年生产量已达280万吨，占我国硝酸总产量的45%，成为各种硝酸生产工艺中，产量最大，技术含量最高的硝酸生产工艺。

到目前为止，已经设计和正在施工安装的双加压法硝酸装置有8套，总产量为150万吨，而其它生产工艺已经设计和正在施工安装的装置由3套，总产量为81万吨，由此可见双加压法硝酸工艺在我国已成为硝酸生产的主要方式。

自1935年我国建成第一套硝酸装置至今已有近70年的历史了，以往我国硝酸生产主要以常压法、综合法、全压法为主。

1978年12月1日天脊集团〔原某某化肥厂〕与日本东洋工程公司签定了硝酸装置成套建设承包合同，全套引进法国GP公司双加压法硝酸生产专利技术，其氨氧化压力为0.45MPa，吸收压力为1.1MPa，生产能力为902吨/日〔100%HNO3〕两套生产线。

1983年7月25日正式开工建设，1987年3月开始单体试车，1987年8月进展化工投料试车。

通过化工投料和性能考核试车，在70-100%负荷下，主要消耗指标和消耗定额符合设计要求，达到合同规X，1988年4月5日进展了交工验收，这标志着双加压法硝酸生产在我国跨出了成功的第一步，对我国的硝酸开展具有重大的推动作用，从而为我国引进了工艺技术先进可靠、经济合理、装置规模大的硝酸生产技术，并培养了一大批硝酸专家型人才。

化工部第二某某对某某化肥厂引进的硝酸装置进展认真学习和消化，立足于国内工艺技术和设备制造能力，参照GP双加压法硝酸技术和某某化肥厂合作设计了一套350吨/日〔100%HNO3〕的双加压法硝酸装置，其氧化压力为0.45MPa，吸收压力为1.1ＭＰａ，该装置除“四合一〞机组从德国ＧＨＨ公司引进外，其余设备全部为国产设备。

该装置于1988年开工建设，1990年12月化工投料试车，自试车以来，工艺稳定、运行可靠、达到设计要求，与ＧＰ工艺指标、消耗定额根本一致，实际年产量可达110%生产负荷，实践证明该设计是成功的，开创了我国自行设计双加压法硝酸的先河。

1996年，化二院为某某云峰化学工业公司设计了第二套350吨／日〔100%HNO3〕的双加压法硝酸装置，与某某化肥厂硝酸装置根本一样，四合一机组采用我国陕鼓集团公司制造，真正实现了双加压法硝酸设计、设备制造、安装调试的国产化。

1999年６月建成试车投产以来，由于机组原因存在系统压力偏低，尾气偏高、蒸汽不能自给的问题，其它工艺指标根本达标。

1999年11月，化二院又为某某化肥厂设计了第三套350吨／日〔100%HNO3〕的双加压法硝酸装置，设备全部采用国产化，陕鼓公司针对云峰机组存在的不足进展了技术改良，厂内单机试车良好，由于该厂原因该装置直道2005年９月５日才投料试车生产。

2001年，化二院为某某天脊集团〔原某某化肥厂〕设计了一套902吨／日〔100%HNO3〕的双加亚法硝酸装置，采用ＧＰ工艺，某某化肥厂模式，四合一机组采用德国ＧＨＨ公司制造，其它设备为国产化，2003年底，中石油某某化纤公司350吨／日双加压硝酸装置进入施工阶段，全部设备为国产化，2004年11月投料生产。

2004年，化二院又为南化公司氮肥厂设计了第五套350吨／日〔100%HNO3〕双加压硝酸装置，全部设备也为国产化，于2005年７月试车成功。

第2章双加压法硝酸工艺流程简介
2.1 主要经济指标和参数控制
主要消耗指标〔以每吨100%HNO3计算值为准〕
2.2 生产原料的选取
生产稀硝酸需要的原料有：氨、空气、水、催化剂、和润滑油。

2.2.1 工业上对液氨的要求：
氨含量>99.5%，水分含量<0.3%,含油量<10ppm.液氨经气化后使用，气氨用布质、纸质或其它过滤材料将介质中的油、铁屑等机械杂质除掉。

2.2.2 对空气的要求：
由于在工艺系统中，一般均使用铂作催化剂，它对空气中杂质的要求越低越好，杂质会减弱催化剂的活性，增加铂网的损耗，因此，经过氨氧化局部的空气，首先要经过过滤器，除去空气中悬浮的机械杂质，过滤后的磷等化合物，每种均应低于0.1ppm。

空气过滤室分为三级：
2.2.3 对水的要求：
冷却水要求最高
在45℃不至于形成结垢物的各种组分和形成易侵蚀铁或合金钢的各种成分与产生腐蚀的盐类，其指标控制X围：固体悬浮物：10-20ppm、PH值7-8、氯化物<80ppm
2.2.4 氨催化剂
通过大量催化剂筛选试验，至今可供工业使用的选择性良好的催化剂归纳起来有两大类：一是铂系列催化剂，二是以铁、钴、铬等金属的非铂催化剂。

后者虽然价格低廉，但是其活性周期短，且氨氧化率低，仅为80-87%，由催化剂节省的费用并不能抵偿由于原料氨耗增大所产生的费用。

所以，现在国内外的硝酸工厂几乎都采用铂系催化剂。

氨氧化用铂系催化剂
1、化学组成
以纯铂作为氨氧化催化剂，在温度为800-900℃的操作条件下，纯铂催化活性并不高，且在强大气流连续冲击下铂外表变得松弛不平，铂外表疏松的铂微粒易被气流带走。

假如采用含铑的铂合金，不仅可提高反响活性，且能增加其机械强度，减少铂的损失。

但铑的价格昂贵，所以工业上大多采用含铑为5-10%的铂合金。

也有以较低廉的钯来代替局部铑的，一般含铂在90%以上，钯和铑各占3.5-4%。

20世纪60年代后，其中钯用量还在提高。

例如采用含钯在50%以下、铑10%以下，并掺入钍0.01-10%的铂合金。

据说这种铂催化剂活性和机械强度也是较好的。

2、物理性质
铂催化剂通常不用载体，以利于铂的回收，而且载体容易破裂，外露的载体会促使氨
分解，降低氨氧化氯。

工业上要求催化剂单位重量的接触外表积应尽可能大，而铂合金具
有较好的延展性和机械强度，因而工业上利用这一特性，都将其拉成细丝制成网状。

由于
铂的导热性好、开工时一经点火即能投入生产，而且铂网也便于再生和回收，还可使氧化
炉的结构简化。

通常所用的铂丝直径为0.045-0.09mm。

铂网的自由面积约占整个面积的
50-60%。

现今铂网尺寸以规X化。

3、空气中不纯物的含量如气态氯、溴、硫、3、的活化、中毒与再生
新的铂网外表光滑且有弹性，使用时不能立即获得高的NO，需经一段活化时间才能提
高。

如在600℃时，其活性需经数昼夜方能升高。

在900℃时，活化时间如此可缩短到8-16h。

活化一般用氢焰烘烤，使铂网外表变得疏松和粗糙，从而增大其反响接触外表。

c网队杂质
非常敏感，很容易中毒。

4、网损失和回收
温升华损失并不大，当温度为900℃时，其蒸汽压仅为8MPa。

铂的损失量与反响温度、压力、网径、气流方向与工作时间等因素有关。

当温度高、网径细、气流方向由下而上所导致网振动大等因素均会使铂网损失加大。

一般在常压下氨氧化温度出常取为800℃，而加压下为880℃左右。

铂网正常使用1-2年后如此需更新。

铂网在使用过程中随气流带走的铂微粒，一般沉淀在氧化炉后面的废热锅炉进口管处较多，约有1/2呈胶泥状沉积在硝酸罐中，应定期清理加以回收。

尚有约1/4随废气排出，少部沉积在其他设备和管道中。

5、铂网规格
三元平织网：
2.2.5 润滑油〔L-TSA46防锈汽轮机油〕
1、技术指标
用GB511方法测定，机械杂质含量在0.005%以下时，认为无。

GB260方法测定，试样的水分少于0.03%，认为是痕迹。

在仪器拆卸后接收器中没有水存在，认为试样无水。

2、生产作用
透平油的作用有二：其一是润滑机组各轴承极其转动局部，并带走由摩擦所产生的热量，以与高温蒸汽传给机组各局部的热量，保证了机组轴承、轴颈处温度不超过一定值。

同时在轴颈上形成一层油膜，使轴颈与轴承之间不是直接摩擦，因而减少了摩擦阻力。

其二是透平时机组调速系统和各压力控制系统的传动工具〔液压传递〕
油质劣化对润滑局部不能很好的润滑，结果使乌金熔化而损坏设备分可能造成动作迟滞、腐蚀、生锈卡住等不良后果，从而使调速和保护失灵。

根据尾气中的氧含量判断空气的参加量，一般控制在3--5%。

第3章流程分析
双加压法硝酸工艺
3.1 主要反响方程式
〔1〕氨和空气混合在铂催化剂的作用下生成NO，此反响实在氧化炉中进展，化学反响方程式为：
4NH3+5O2=4NO+6H2O +Q
副反响，当铂网温度过高时，产生氨的分解：
2NH3=N2+3H2 _Q
当铂网温度增加和较长时间的接触，再促成NO的分解和氨的完全氧化。

2NO=N2+O2+Q
4NH3+3O2=2N2+6H2O +Q
4NH3+6H2O=5N2+6H2O +Q
〔2〕氧化氮继续氧化成二氧化氮，此反响是在一系列换热设备中进展的，化学反响方程式：
2NO+O2=2NO2+Q
〔3〕用脱盐水吸收NO2生成硝酸，此反响是在吸收塔内进展的，化学反响方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO +Q
3.2 氨氧化反响与影响因素
氨氧化的反响机理是因催化剂对氧的吸附能力强，氧分子被吸附到催化剂外表后两原子间的键断裂。

催化剂吸附氨分子，氧原子与氨分子中的氮和氢结合，重新进展电子排列生成NO、H2O。

因催化剂对NO、H2O吸附力小，因此NO、H2O脱离催化剂向气相中扩散。

3.2.1 氮催化氧化的速率控制步骤
在上述各步骤中，以氨分子至铂网外表的扩散速度为最慢的一步，因而整个反响速度是受外扩散所控制。

氨分子向铂网外表扩散的时间为：
t=A2/2D
其中，A——氨分子扩散途径的平均长度
D——氨在空气中的扩散系数
由此求得的扩散时间t与氨空气混合气体通过铂网自由空间的时间、或称接触时间甚为接近。

说明氨氧化成NO的反响速度极快。

气体通过催化剂的接触时间t0:
To=V0/V
式中，V0——催化剂的自由空间，m3
V——操作条件下的气体体积流量，m3/s
网的自由空间为：
V0=Fsdm/100
式中，
f——铂网的自由空间占网总体积的百分率
S——铂网的截面积，m2
D——铂网的直径，cm
M——铂网X数
在操作条件下的气体体积流量为：
式中，V0——在标准状况下的气体体积流量，m3/s
TK——操作温度,K
P——操作压力，MPa
3.2.2 氨氧化的物料和热量衡算
对该过程进展恰当的简化，近似地根据主反响式：
4NH3+5O2=4NO+6H2O +Q
2NH3=N2+3H2—Q
进展物料平衡计算。

取氨空气混合气体为1mol,其中氨、氧的起始量分别为c0、b0摩尔分数，设氨氧化生成NO的氧化度为a。

设氨最终全部耗尽，混合气体总压力为P总，水蒸汽的压力为PH2O，得到反响后各气体的分压：
P NO=c0aP总0+R
P
O2=(b
—
—
a) P
总0
+R
P
H2O0) P
总0
+R
P
N2=[1—
(1+a)—b
] P
总0
+R
R= P
H2O /P
总
-- P
H2O
其中，假如在理想条件下，忽略各项热损失，反响前气体温度为T
，反响后的温度为
T
f
，如此反响过程的温升为：
T
温升=T
f
—T
=[aQ
1
+ c
(1—a)Q
2
]/∑C
P
式中
Q1—氨在T0时进展等温反响氧化成NO的反响热
Q2—氨在T0时进展等温反响氧化成N2的反响热
∑C P--反响后各组分气体的平均等压热容
3.2.3 氨氧化反响的影响因素
1、反响温度
温度升高，氨转化率升高，温度过高副反响增加，铂损失增加，温度降低。

氨转化率降低，氨损失大，本装置最适合的温度为850—870℃。

2、反响压力
氨氧化是体积增大的反响，压力升高对反响不利。

但是从经济角度看，应该适当地提高压力，增加生产能力，所以还要提高铂网强度和使用寿命。

3、混合气中氨的浓度
氨气在空气中混合气体爆炸极限为：上限27.4%，下线15.7%，在实际生产中采用养过量的氨空比，因此氨空混合气中氨的浓度应控制在9——2.0。

4、接触时间
接触时间短，反响不完全，氨损失大，时间长副反响增加，生产能力下降，氨消耗大，从理论计算有适宜的接触时间。

实际生产中，从经济角度考虑采用比2适宜的时间稍少一些。

5、催化剂的活性
—0.007cm。

催化剂的活性与制造质量、反响条件、活性外表积与容易引起铂网中毒物等有关。

6、原料气的净化度
空气杂质：SO2、Fe2O3、SiO2、H2S、C l2、PH3等碳氢化合物、固体颗粒。

这些物质不但可以降低空气纯度，还造成催化剂暂时性中毒和永久性中毒。

本装置对空气净化设计采用三级干式过滤，过滤原件采用玻璃纤维。

三级过滤器：
液氨的杂质“压缩机油、催化剂粉末、铁锈。

采用缓冲、沉降玻璃纤维过滤。

3.3 NO氧化反响与影响因素
影响NO氧化的因素有反响温度、压力、反响物的浓度、停留时间等。

3.3.1 温度与压力对反响速度的影响
NO氧化反响为：
2NO+O2=2NO2+Q
副反响为：
NO+NO2=N2O3+Q
2NO2=N2O4_Q
由实验获得的反响速度方程式为：
dp NO2/dt=k1p2NO p O2—k2p2NO2
式中：k1、k2分别为正逆速度常数。

在工艺生产条件下，温度低于200℃时，该反响实际上可视为是不可逆反响因而得：dpNO2/dt=k1pNO2pO2
对式：2NO+O2=2NO2+Q做物料衡算：
设2a—NO的开始量含量，摩尔分数
b—O2的开始量，摩尔分数
ｒ—NO的氧化度
p—总压，MPa
可以得到：
PNO=(2a—2ar)P
PO2=(b—ar)P
PNO2=2arP
由以上可得：
adr/dt=2k1P2a2(1—r)2(b—ar)
令2k1=kp，积分得：
∫tkpp2dt=∫a0da/a(1—a)2(b—ar)
式中：r=a/b
由以上可以看出，当其他条件一定时，随着氧化度r的增加，所需氧化时间也增长，但是增长并不是等速的，a减少，r增加较小，a变大时，r增加很多。

这时由于a变大时，NO 浓度很少，氧化推动力减少的缘故，所以要是NO完全氧化是很困难的。

当其他条件不变时，温度降低k p增加，但a和r一定时由于K P a2p2r值保持不变，而其中仅K P增加，如此必然r因之下降。

由此可见，温度降低能使反响速度加速，这对反响是有利的。

3.3.2 压力对NO氧化空间的影响
设气体的出口温度为T0，气体的流量为V0，在反响瞬间，反响为T,流量为V g反响过程分子数减少，V g与V0的关系如下：
V g= V0〔1—ar〕T/ T0
当反响气体通过一个微元dV时，有如下关系：
dV=V g dt
积分后有：V=∫t0V g dt
由以上可得：VK p p2T0=V0∫a0(1—ar)T/(1—r)2(b—ar)
由于1—ar≈1,温度变化不大，T≈T0，如此上式可简化为：
V≈V0t
即氧化空间V与流量V0与时间t成正比。

由此前术t与p2成反比，因此V与p2成反比。

故当压力增加一倍如此设备体积V将减少到原来的0.125.可见双加压法对NO的氧化大为有利。

NO氧化的适宜气体含量
O2含量〔b〕对NO含量〔2a〕,按化学计量时大大过量的，当b/2a＞10时，此时也意味着a值很小。

显然
∫t k p p2dt=∫a0da/a(1—a)2(b—ar)
可以简化为：K p P2t=a/br(1—r)
将上式两边各乘以气体流量V0，由于V=V0t如此得：
V=a V0/K p p2ab(1—r)
设进吸收塔前未参加二次空气时的NO和O2的含量分别为2a0和b0,又设此时的氨空混合气体的总量为1mol。

当参加ymol含量气体后，如此有：
V0=22.4〔1+y〕
2a=2a0/1+y
b=b0+Ky/1+y
其中K--参加含氧气体中的O2含量。

由此以上可以得到：
y=K—3b0/2K a=2Ka0/3(K—b0) b=1K/3
由此可知：参加二次氧气的含量应控制在最终混合气体中的氧气含量的1/3，即所对应的气体组成就是NO氧化时最适宜的气体含量。

由此可知气体浓度与NO、O2的起始量无关。

吸收反响机理与影响因素
氧化物中能与水进展的吸收反响如下式：
2NO+H2O=HNO3+HNO2
N2O4+H2O=HNO3+HNO2
N2O3+H2O=2HNO2
工业上实际N2O3含量很少的，而亚硝酸性质较活泼是很不稳定的，只有在温度低于0摄氏度而且浓度极小时才能稳定存在。

因此一般条件下HNO2会很快按下式分解：3HNO2=HNO3+2NO+H2O
3NO2+H2O=2HNO3+NO
由上式可知只有总量的2/3NO2生成硝酸，1/3变为NO放出。

氧化吸收，但每次吸收后总有1/3的NO放出来，因此欲使1molNO完全转化为HNO3实际上在整个过程中需要氧化的NO量并非是1mol而是按等比级数计算即1+1/3+〔1/3〕2+〔1/3〕3……
3.4 影响吸收反响的因素
低温有利于吸收反响和NO的氧化反响向右进展，降低塔内温度有利于反响，但是温度太低，HNO3中含量增加，NO2合成N2O4，溶在HNO3中，在漂白塔中NO2别离不出，降低了成品酸的合格率。

而容积系数某某样降低生产能力。

因此降低到适当的温度有利于吸收反响和NO氧化反响向右进展，增加吸收反响速度和减少设备容积，降低一次性投资。

提高压力不仅可使平衡向生成硝酸的方向移动，并有利于提高成品酸的浓度，同时对硝酸生产的速度有很大的影响，这是因为NO在气相总所需氧化空间几乎与压力的三次方成反比，所以加压可大大减少吸收容积。

使成品酸浓度提高的措施之一是提高NO2的浓度或提高氧化度，
根据尾气中的氧含量判断空气的参加量，一般控制在3--5%。

第4章双加压法硝酸生产装置主要设备分析
一直以来，国内270kt/a的双加压稀硝酸装置都是全部或主机进口，2007年某某晋开化工集团投资的270kt/a的双加压稀硝酸装置是国内第一套完全国产化的稀硝酸装置，该项目有化二院进展初步设计和最终设计，某某鼓风机厂承当核心设备—四合一主机的国产化研。