一種提高硝酸生產氨氧化率的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高硝酸生產氨氧化率的方法，其特征在于：包括：四級干式過濾的空氣過濾、采用一級過濾方式清除雜質的液氨過濾、集成膜分離的冷氣氨過濾、集成膜分離的熱氣氨過濾步驟，使工藝氣中的雜質在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離。同時公開了實施上述方法的裝置，其特征在于：包括有四級干式過濾器的空氣過濾器、帶磁性SF膜濾芯的液氨過濾器、帶集成膜分離裝置的冷氣氨過濾器和熱氣氨過濾器。本發明提高硝酸生產原料的凈化度后，有效保護了催化劑，提高了氨氧化率。同時增加設備少，凈化效果好，不需要增加能耗。
【專利說明】一種提高硝酸生產氨氧化率的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及硝酸生產領域，具體地講是一種提高硝酸生產氨氧化率的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在硝酸生產過程中，氨是作為原料被消耗掉的，實際生產中，氨耗的高低主要取決于氨氧化率的高低。
[0003]氨耗高的原因有:1、空氣質量差。雙加壓法硝酸工藝中，由于氨的催化氧化反應是在催化劑的作用下進行的，若空氣中帶有有毒氣體、鐵銹、灰塵等雜質，容易引起催化劑中毒或催化劑活性表面被覆蓋，使催化劑的活性降低，從而導致氨氧化率低，氨耗升高。催化劑被灰塵覆蓋中毒后，在不太嚴重的情況下，從鉑網表面不易發現問題，生產中往往被忽視，嚴重時鉑網表面能看到比較明顯的灰塵，且鉑網表面顏色發暗。因此，空氣質量差是硝酸裝置氨耗高的原因之一，而空氣質量差又主要是空氣過濾器過濾效果差所致。2、催化劑被油污染。雙加壓法硝酸工藝中，氣氨帶油也容易引起催化劑中毒。中毒后，碳與催化劑形成很脆的碳化物，使催化劑的強度和活性降低，從而導致氨氧化率低，氨耗升高。催化劑被油污染后，從表面就能發現局部或大面積的黑斑，裝置開車后觀察比較明顯。造成催化劑油中毒的主要原因:液氨中帶油；過濾器分離效果差。3、反應溫度低和設備問題。反應溫度低和設備問題可通過其他途徑解決，不在本專利涉及范圍。
[0004]現有技術解決氨耗高的技術方案是:1、空氣過濾:空氣過濾采用空氣凈化三級干式過濾，過濾元件采用玻璃纖維。一級卷廉式:過濾壓差12mmH20，效率:45% (大氣塵)；二級袋式:過濾壓差22.4mmH20，效率:89% (3 μ m);三級箱式:過濾壓差25mmH20，效率:99.9%(3ym);其缺點是，總阻力高，最高達到59.4KPa ;最終過濾效果為99.9% (3 μ m)，不能達到
0.3μηι過濾要求。2、液氨過濾:液氨過濾采用袋式或管道機械過濾。其中，液體袋式過濾器的工作原理是壓力過濾。整套袋式過濾器包括三部分:液體袋式過濾器容器，支撐網籃和液體過濾袋。要過濾的液體從袋式過濾器頂部或側面注入，直接進入液體過濾袋，使液體過濾袋內均勻分布，沒有紊流的負效應；經袋式過濾器過濾后的顆粒都被截留在液體過濾袋內。其缺點是:僅對10 μm以上離子過濾有效，對10 μm以下離子幾乎無過濾作用。3、冷氣氨過濾:國內硝酸裝置尚未設置冷氣氨過濾器，氨蒸發出的低溫氣氨，含有液滴和油未分離，加重了熱氣氨分離過濾負荷，熱氣氨過濾器使用一段時間后，過濾效果變差，不能達到較高的凈化率。4、熱氣氨過濾:如圖1所示，目前國內大部分設備采用簡單的機械分離，其結構多為離心式并加擋板及除沫絲網，僅靠重力和離心力實現氣/液、氣/固分離。受分離原理及分離器內流體停留時間短、流速高等因素的影響，導致實際產量3?10%的氨霧滴(尚不包括氣態氨)在系統中循環，降低了氨凈化度。
[0005]多年以來，如何凈化好硝酸生產的原料，提高氨氧化率，降低噸硝酸氨耗是硝酸生產研宄和管理的難點和重點。
【發明內容】
[0006]本發明的目的就是為了解決上述技術問題，提供一種提高硝酸生產氨氧化率的方法及裝置，提高了硝酸生產原料的凈化度，提高了氨的氧化率。
[0007]實現本發明的技術方案是:一種提高硝酸生產氨氧化率的方法，包括如下步驟，
O空氣過濾:空氣過濾采用空氣凈化四級干式過濾，選擇不同粗細程度的不易碎纖維和除塵粘合劑以不同的填充濾芯，分層填充，形成梯級的濾塵方式；出風面附有出風面過濾網來加固和延長使用壽命；所述四級干式過濾中，一級粗網板式過濾，過濾壓差I?2KPa ;二級初效袋式過濾，過濾壓差12?15 KPa,過濾3 μ m大氣塵效率65%?70% ;三級袋式中效過濾，過濾壓差12?20 KPa,過濾3 μ m塵效率大于88%?92% ;四級方箱式高效過濾，過濾壓差12?20 KPa,過濾0.3 μ m塵效率99.9?99.95% ；
2)液氨過濾:采用一級過濾方式清除雜質，過濾元件采用過濾ΙΟμπι雜質>99%精度的帶磁性SF膜濾芯；
3)冷氣氨過濾:在氣氨過濾器內設置一套含旋流內件、除沫元件、微濾膜和超濾膜的集成膜分離裝置，使工藝氣中的油在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離；
4)熱氣氨過濾:采用在熱氣氨過濾器的熱氣氨分離器內設置一套含旋流、微濾膜的集成膜分離裝置，使工藝氣中的雜質在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離。
[0008]所述步驟I)中不同的填充濾芯是一級為不銹鋼絲網，二、三級濾芯采用防水型ES纖維無紡布，四級濾芯材質采用防水型聚丙烯。
[0009]所述步驟I)中濾芯不帶自潔功能。
[0010]所述步驟2)液氨過濾設置氮氣及蒸氣管線接口，定期反吹清除雜質，以保持過慮效果和延長膜濾芯的使用壽命，反吹周期依據生產實際狀況確定并設置旁通。
[0011]一種實施上述提高硝酸生產氨氧化率方法的裝置，包括空氣過濾器、液氨過濾器、冷氣氨過濾器和熱氣氨過濾器；其中，
1)空氣過濾器:采用空氣凈化四級干式過濾器，選擇不同粗細程度的不易碎纖維和除塵粘合劑以不同的填充濾芯，分層填充，形成梯級的濾塵方式；出風面附有出風面過濾網；所述四級干式過濾器中，包括一級粗網板式過濾器，二級初效袋式過濾器，三級袋式中效過濾器，四級方箱式高效過濾器；
2)液氨過濾器:采用一級過濾方式清除雜質，過濾元件采用過濾ΙΟμπι雜質>99%精度的帶磁性SF膜濾芯；
3)冷氣氨過濾器:在氣氨過濾器內設置一套含旋流內件、除沫元件、微濾膜和超濾膜的集成膜分離裝置；
4)熱氣氨過濾器:熱氣氨過濾器的氣氨分離器內設置一套含旋流、微濾膜的集成膜分離裝置。
[0012]所述空氣過濾器中不同的填充濾芯是一級為不銹鋼絲網，二、三級濾芯采用防水型ES纖維無紡布，四級濾芯材質采用防水型聚丙烯。
[0013]所述空氣過濾器中不帶反吹自潔裝置。
[0014]所述液氨過濾設置氮氣及蒸氣管線接口設置旁通。
[0015]本發明的有益效果是:
1、空氣凈化度高:帶磁性SF膜濾芯可將液氨帶來的鐵肩吸附，保護濾芯。現有技術要求是3 μ m顆粒的過濾率99.9%，本發明的空氣過濾最終過濾效果是0.3 μ m顆粒的過濾率99.9%，比現有技術提高I個量級。阻力小，在增加I級過濾情況下，使用末期總阻力小于57KPa，比現有技術小5 KPa0本發明大大降低了空氣凈化后的雜質，可有效保護催化劑，提高氨氧化率。
[0016]2、液氨凈化度高:傳統液氨過濾器幾乎對1ym以上顆粒無過濾作用，而本發明過濾精度及效率:10 μ-- >99%，同時設置旁路，便于檢維修。
[0017]3、氣氨最終凈化度高:本發明增加了冷氣氨過濾器，可將氨蒸發出的油水顆粒初步分離，分離精度:0.01ym；D0P效率:99.99% ;氣體殘余含油、水等雜質量:小于
0.5ppm ;減輕了熱氣氨過濾器負荷；
4、熱氣氨過濾器設置一套集成膜分離裝置，最終氣氨的分離精度、效率:1μπι:>99%、
0.5 μηι:>95% ;氣體殘余含塵等雜質量小于lppm。
[0018]5、氨氧化率高，硝酸耗氨低，污染物的影響和決定硝酸生產催化劑的活性和壽命，本發明工藝，提高硝酸生產原料的凈化度后，生產期間平均氨氧化率96.6%，噸酸平均氨耗278Kg,比設計值低5Kg，而現有技術的氨氧化率在95.5%左右，噸硝酸耗氨282-287 Kg,接近設計值。
[0019]6、本發明優化硝酸生產原料凈化設計，組合原料凈化工藝，增加設備少，凈化效果好，不需要增加能耗。凈化后的硝酸生產原料潔凈度高，硝酸生產的氨氧化率高，單位硝酸消耗氨低，節能效果顯著，經濟成本大幅降低，適合氨氧化法硝酸生產等領域中推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為空氣過濾器結構示意圖；
圖2為液氨過濾器結構示意圖；
圖3為現有技術的氣氨過濾凈化流程示意圖；
圖4為本發明氣氨過濾凈化流程示意圖；
圖5熱氣氨過濾器結構示意圖；
圖6冷氣氨過濾器結構示意圖。
[0021]圖中標號:I一空氣過濾器，2—液氨過濾器，3—氨空混合器，4一熱氣氨過濾器，5—冷氣氨過濾器，11 一一級粗網板式過濾器，12—級初效袋式過濾器，13—三級中效袋式過濾器，14一四級高效方箱式過濾器，15—出風面過濾網，16—出風面，21—帶磁性SF膜濾芯，41 一旋流分離器，42—微濾膜；51—除沫元件，52—旋風分離器，53—微濾膜，54—超濾膜。
【具體實施方式】
[0022]如圖1至圖6所示:一種提高硝酸生產氨氧化率的方法，包括如下步驟，I)空氣過濾:空氣過濾采用空氣凈化四級干式過濾，選擇不同粗細程度的不易碎纖維和除塵粘合劑以不同的填充濾芯，其中一級為不銹鋼絲網，二、三級濾芯采用防水型ES纖維無紡布，四級濾芯材質采用防水型聚丙烯，分層填充，形成梯級的濾塵方式；經出風面16出風去壓縮機進口，出風面16附有出風面過濾網15來加固和延長使用壽命，這樣既保證穩定的過濾效率和容塵量，又增加強力，降低了使用和維護費用；所述四級干式過濾中，一級粗網板式過濾，過濾壓差2KPa ;二級初效袋式過濾，過濾壓差15 KPa,過濾3 μ m大氣塵效率大于65% ;三級袋式中效過濾，過濾壓差20 KPa，過濾3 μπι塵效率大于88% ;四級方箱式高效過濾，過濾壓差20 KPa，過濾0.3 ym塵效率大于99.9% ； 2)液氨過濾:采用一級過濾方式清除雜質，過濾元件采用過濾10 ym雜質>99%精度、帶磁性SF膜濾芯21 ；3)冷氣氨過濾:在氣氨過濾器內設置一套含旋流內件、除沫元件、微濾膜和超濾膜的集成膜分離裝置，使工藝氣中的油在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離；4)熱氣氨過濾:采用在熱氣氨過濾器的熱氣氨分離器內設置一套含旋流、微濾膜的集成膜分離裝置，使工藝氣中的雜質在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離。所述步驟I)中濾芯不帶自潔功能，防止運行時反吹飛塵帶入潔凈空氣中。所述步驟2 )液氨過濾設置氮氣及蒸氣管線接口，定期反吹清除雜質，以保持過慮效果和延長膜濾芯的使用壽命，反吹周期依據生產實際狀況確定并設置旁通。
[0023]一種實施上述提高硝酸生產氨氧化率方法的裝置，包括空氣過濾器1、液氨過濾器2、冷氣氨過濾器5和熱氣氨過濾器4 ;其中，I)空氣過濾器1:采用空氣凈化四級干式過濾器，選擇不同粗細程度的不易碎纖維和除塵粘合劑以不同的填充濾芯，其中，一級為不銹鋼絲網，二、三級濾芯采用防水型ES纖維無紡布，四級濾芯材質采用防水型聚丙烯，分層填充，形成梯級的濾塵方式；出風面16附有出風面過濾網15 ;所述四級干式過濾器中，安裝有481組一級粗網板式過濾器11 ;110組二級初效袋式過濾器12 ;110組三級袋式中效過濾器13 ；110臺四級方箱式高效過濾器14 ；2)液氨過濾器2:采用一級過濾方式清除雜質，過濾元件采用過濾10 μπι雜質>99%精度的帶磁性SF膜濾芯21 ；3)冷氣氨過濾器5:在氣氨過濾器內設置一套含旋風分離器52、除沫元件51、微濾膜53和超濾膜54的集成膜分離裝置；冷氣氨過濾器5與氨空混合器3加熱器I連接；4)熱氣氨過濾器4:熱氣氨過濾器4內設置一套含旋流分離器41、微濾膜42的集成膜分離裝置。所述空氣過濾器I中不帶反吹自潔裝置，防止運行時反吹飛塵帶入潔凈空氣中。對液氨過濾器2設置氮氣及蒸氣管線接口，定期反吹清除雜質等，以保持過慮效果和延長膜濾芯的使用壽命，反吹周期依據生產實際狀況確定并設置旁通。在氣氨凈化傳統流程前增設冷氣氨過濾器5。冷氣氨過濾器5的設備、濾芯、以及對應的使熱氣氨處于較低過濾負荷，最終保證高的氨過濾效果的分離精度；DOP效率；氣體殘余含油、水等雜質量等參數。通過流程調整，增加冷氣氨過濾器5 ;選用高效分離過濾器，硝酸氨氧化原料得到高度凈化；催化劑使用周期內硝酸氨氧化率較現有技術提高、氨耗降低。
【權利要求】
1.一種提高硝酸生產氨氧化率的方法，其特征在于:包括如下步驟， 1)空氣過濾:空氣過濾采用空氣凈化四級干式過濾，選擇不同粗細程度的不易碎纖維和除塵粘合劑以不同的填充濾芯，分層填充，形成梯級的濾塵方式；出風面附有出風面過濾網來加固和延長使用壽命；所述四級干式過濾中，一級粗網板式過濾，過濾壓差I?2KPa ;二級初效袋式過濾，過濾壓差12?15 KPa,過濾3 μ m大氣塵效率65%?70% ;三級袋式中效過濾，過濾壓差12?20 KPa,過濾3 μ m塵效率大于88%?92% ;四級方箱式高效過濾，過濾壓差12?20 KPa,過濾0.3 μ m塵效率99.9?99.95% ； 2)液氨過濾:采用一級過濾方式清除雜質，過濾元件采用過濾ΙΟμπι雜質>99%精度的帶磁性SF膜濾芯； 3)冷氣氨過濾:在氣氨過濾器內設置一套含旋流內件、除沫元件、微濾膜和超濾膜的集成膜分離裝置，使工藝氣中的油在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離； 4)熱氣氨過濾:采用在熱氣氨過濾器的熱氣氨分離器內設置一套含旋流、微濾膜的集成膜分離裝置，使工藝氣中的雜質在低溫、低速、多級、高精度條件下得到高效分離。
2.根據權利要求1所述提高硝酸生產氨氧化率的方法，其特征在于:所述步驟I)中不同的填充濾芯是一級為不銹鋼絲網，二、三級濾芯采用防水型ES纖維無紡布，四級濾芯材質采用防水型聚丙烯。
3.根據權利要求1所述提高硝酸生產氨氧化率的方法，其特征在于:所述步驟I)中濾芯不帶自潔功能。
4.根據權利要求1所述提高硝酸生產氨氧化率的方法，其特征在于:所述步驟2)液氨過濾設置氮氣及蒸氣管線接口，定期反吹清除雜質，以保持過慮效果和延長膜濾芯的使用壽命，反吹周期依據生產實際狀況確定并設置旁通。
5.一種實施權利要求1所述提高硝酸生產氨氧化率方法的裝置，其特征在于:包括空氣過濾器、液氨過濾器、冷氣氨過濾器和熱氣氨過濾器；其中， O空氣過濾器:采用空氣凈化四級干式過濾器，選擇不同粗細程度的不易碎纖維和除塵粘合劑以不同的填充濾芯，分層填充，形成梯級的濾塵方式；出風面附有出風面過濾網；所述四級干式過濾器中，包括一級粗網板式過濾器，二級初效袋式過濾器，三級袋式中效過濾器，四級方箱式高效過濾器； 2)液氨過濾器:采用一級過濾方式清除雜質，過濾元件采用過濾ΙΟμ--雜質>99%精度的帶磁性SF膜濾芯； 3)冷氣氨過濾器:在氣氨過濾器內設置一套含旋流內件、除沫元件、微濾膜和超濾膜的集成膜分離裝置； 4)熱氣氨過濾器:熱氣氨過濾器的氣氨分離器內設置一套含旋流、微濾膜的集成膜分離裝置。
6.根據權利要求5所述提高硝酸生產氨氧化率方法的裝置，其特征在于:所述空氣過濾器中不同的填充濾芯是一級為不銹鋼絲網，二、三級濾芯采用防水型ES纖維無紡布，四級濾芯材質采用防水型聚丙烯。
7.根據權利要求5所述提高硝酸生產氨氧化率方法的裝置，其特征在于:所述空氣過濾器中不帶反吹自潔裝置。
8.根據權利要求5所述提高硝酸生產氨氧化率方法的裝置，其特征在于:所述液氨過濾設置氮氣及蒸氣管線接口設置旁通。
【文檔編號】C01B21/38GK104495768SQ201510015663
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月13日 優先權日:2015年1月13日
【發明者】周泉水, 劉心強, 陳春祥, 廖定友, 付開林, 田毅 申請人:四川美豐化工股份有限公司