一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統，包括用于接收與輸送四氧化二氮的接收器，所述接收器頂端排氣端通過排氣管與混合器的進氣端連接，所述混合器上分別連接有空氣管與用于輸送四氧化二氮生產設備中尾氣的四氧化二氮尾氣管；所述混合器的出氣端與吸收塔底部的進氣端連接，所述吸收塔頂端連接有噴淋水管；所述吸收塔底端出液端連接有儲酸槽。本發明充分利用了N2O4生產裝置及裝卸、轉用中不能完全利用的N2O4尾氣，通過加水、空氣進行充分反應，可生產出濃度為68%以下的不同濃度要求的稀硝酸，且放空中NO2含量低于200PPM為達標排放，節能環保且節約了生產成本。
【專利說明】—種四氧化二氮尾氣的回收利用系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及四氧化二氮【技術領域】，具體涉及一種生產過程中四氧化二氮尾氣的回收利用系統。
[0002]
【背景技術】
[0003]四氧化二氮，分子式為N2O4，無色的氣體，強氧化劑，沸點為21.5°C，在此溫度下為液體。液態四氧化二氮的密度為1443kg/m3;，能與許多燃料自燃，是一種優良的氧化劑。隨著工業的發展，液體四氧化二氮應用越來越廣泛，目前是很重要的火箭推進劑之一。但由于四氧化二氮沸點低僅為21.5°C，在常溫下無色的四氧化二氮也能轉變為深棕色NO2，其反應式為N2O4 = 2N02，故四氧化二氮在生產過程中的裝卸、轉用中有部分轉變為二氧化二氮一起被泄露排放了，不能充分地完全被利用。由于四氧化二氮與二氧化氮這兩種物質皆為劇毒產品，被排放到空氣造成對環境污染，還會對人體、生物造成傷害；同時也造成資源浪費與其生產成本的上升。
[0004]另外，硝酸用途廣泛、產能較大，在其生產裝置中，主要采用氨在貴金屬催化劑存在的情況下與空氣中的氧氣發生氧化反應(4NH3+502=4N0+6H20 +Q)，生成的一氧化氮經去水、降溫等工序進入透平壓縮機后，再送往氧化器進一步氧化(2N0+02=2N02)、冷卻后進入吸收塔生產硝酸。其生產過程涉及到原料氨與貴金屬催化劑的使用，其成本較大。
[0005]
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種生產過程中四氧化二氮尾氣的回收利用系統，利用四氧化二氮在常壓下情況下，加空氣與水生產出稀硝酸，變廢為寶，并減少對環境的污染。
[0007]本發明采用了以下的技術方案:一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統，包括用于接收與輸送四氧化二氮的接收器，所述接收器頂端排氣端通過排氣管與混合器的進氣端連接，所述混合器上分別連接有空氣管與用于輸送四氧化二氮生產設備中尾氣的四氧化二氮尾氣管；所述混合器的出氣端與吸收塔底部的進氣端連接，所述吸收塔頂端連接有噴淋水管；所述吸收塔底端出液端連接有儲酸槽。
[0008]進一步，所述儲酸槽的出口端通過循環泵與循環冷卻器連接，所述循環冷卻器的出口端與所述吸收塔的中部連接。
[0009]進一步，所述循環冷卻器的出口端通過冷凝器與所述吸收塔的頂部連接；所述噴淋水管上設有控制閥門。
[0010]進一步，所述循環泵與循環冷卻器之間設有輸酸管。
[0011]進一步，所述吸收塔壓力為0-0.3MPa，塔底部溫度為30_70°C、塔頂部溫度為10-30。。。
[0012]進一步，所述冷凝器為冷凍鹽水換熱器，其溫度為-10?-14°C。[0013]本發明利用四氧化二氮尾氣在常壓下情況下，加入空氣與水在吸收塔中生產出稀硝酸，其反應方程式為:
N2O4 = 2N02 (可逆反應)
3N02 + H20=2HN03 + NO
2N0 + 02=2N02 可生產不同濃度的硝酸溶液，如果要提高酸濃度，使儲酸槽中的稀硝酸通過循環泵進入循環冷卻器中進行換熱后進入吸收塔的中部進行噴淋，使二氧化氧繼續與稀硝酸溶液中的水繼續反應生成硝酸，即3N02 + H20=2HN03 + NO。同時反應產出的NO與空氣中氧氣反應:2N0 + 02=2N02反應產生的NO2持續與水反應產生稀硝酸。
[0014]如果要進一步提高硝酸的濃度，則關閉噴淋水管上閥門而停止加水，使儲酸槽中的稀硝酸通過循環泵進入循環冷卻器中進行換熱后，再進入冷凝器中進一步換熱，然后進入吸收塔頂部進行噴淋，使稀硝酸溶液中的水進一步與二氧化氧反應生成硝酸，即2H20+2N204 +02=4HN03,從而達到提高其濃度的目的。
[0015]所以通過上述幾步操作，可生產濃度68%以下稀硝酸。
[0016]本發明的有益效果有:
1、在N2O4生產裝置中合理回收其裝卸、轉用等不能完全利用的N2O4，通過加水、空氣充分反應，并通過稀硝酸的循環可生產出濃度68%以下的各種濃度的稀硝酸，變廢為寶，并減少對環境的污染。
[0017]2、反應氧氣為壓縮空氣提供，簡單易行；同時由于NO利用率高，反應徹底，吸收塔頂進行放空的氣體中NO2含量低于200PPM。故本發明能達標排放，起到節能環保且節約成本的作用。
[0018]3、將空氣、接收器頂部排放的及生產過程中產生的四氧化二氮尾氣都通往混合器中進行混合，從而達到各組分均勻。
[0019]4、由于生產稀硝酸反應為強放熱反應，本發明分別用循環冷卻器中循環水、冷凝器中溫度為-10~_14°C的冷凍鹽水來進行移走反應熱而促進反應進行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明結構示意圖。
[0021]圖中:1_接收器，2-混合器，3-吸收塔，4-儲酸槽，5-循環泵，6-循環冷卻器，7-冷凝器，8-1輸酸管，8-2排氣管，8-3四氧化二氮尾氣管，8-4空氣管，8_5噴淋水管。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖作進一步詳細說明:
如圖1所示，一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統，包括用于接收與輸送四氧化二氮的接收器1，所述接收器I頂端排氣端通過排氣管8-2與混合器2的進氣端連接，所述混合器2上分別連接有空氣管8-4與用于輸送四氧化二氮生產設備中尾氣的四氧化二氮尾氣管
8-3 ;所述混合器2的出氣端與吸收塔3底部的進氣端連接，所述吸收塔3頂端連接有噴淋水管8-5 ;所述吸收塔3底端出液端連接有儲酸槽4。所述循環泵5與循環冷卻器6之間設有輸酸管8-1，成品稀硝酸通過輸酸管8-1進行裝車運走；吸收塔3壓力為0-0.3MPa，塔底部溫度為30-70°C、塔頂部溫度為10-30°C。
[0024]進一步，為了提高稀硝酸的濃度，所述儲酸槽4的出口端通過循環泵5與循環冷卻器6連接，所述循環冷卻器6的出口端與吸收塔3的中部連接進行噴淋，進一步生成硝酸。
[0025]進一步，為更進一步的提高稀硝酸的濃度，所述循環冷卻器6的出口端通過冷凝器7與所述吸收塔3的頂部連接；所述噴淋水管8-5上設有控制閥門，關閉噴淋水管8-5，使儲酸槽4中稀硝酸經循環泵5導入循環冷卻器6中進行換熱，再進入冷凝器7中進一步換熱降溫后，從吸收塔3的頂部進行噴淋，使反應進一步進行，而提高了硝酸的濃度。其中冷凝器7為冷凍鹽水換熱器，其溫度為-10?-14°C。
[0026]將空氣從空氣管8-4、接收器I內的四氧化二氮從其頂部的排氣管8-2以及生產過程中產生的四氧化二氮尾氣從四氧化二氮尾氣管8-3都通入混合器2中進行混合均勻后，再通入吸收塔3中，從吸收塔3頂部的噴淋水管8-5向吸收塔3內噴淋水，從而在吸收塔3中生產出稀硝酸。并可通過稀硝酸的循環可生產出濃度68%以下的各種濃度的稀硝酸，將生產過程排放到空氣中的四氧化二氮變廢為寶，并減少對環境的污染。
[0027]以上實施例并非僅限于本發明的保護范圍，所有基于本發明的基本思想而進行修改或變動的都屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統，包括用于接收與輸送四氧化二氮的接收器(1)，其特征在于:所述接收器(I)頂端排氣端通過排氣管(8-2)與混合器(2)的進氣端連接，所述混合器(2)上分別連接有空氣管(8-4)與用于輸送四氧化二氮生產設備中尾氣的四氧化二氮尾氣管(8-3);所述混合器(2)的出氣端與吸收塔(3)底部的進氣端連接，所述吸收塔(3)頂端連接有噴淋水管(8-5);所述吸收塔(3)底端出液端連接有儲酸槽(4)。
2.根據權利要求1所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統，其特征在于:所述儲酸槽(4)的出口端通過循環泵(5)與循環冷卻器(6)連接，所述循環冷卻器(6)的出口端與所述吸收塔(3)的中部連接。
3.根據權利要求2所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統，其特征在于:所述循環冷卻器(6)的出口端通過冷凝器(7)與所述吸收塔(3)的頂部連接；所述噴淋水管(8-5)上設有控制閥門。
4.根據權利要求1-3任一項所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統，其特征在于:所述循環泵(5 )與循環冷卻器(6 )之間設有輸酸管(8-1)。
5.根據權利要求1-3任一項所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統，其特征在于:所述吸收塔(3)壓力為0-0.3MPa，塔底部溫度為30-70°C、塔頂部溫度為10_30°C。
6.根據權利要求3所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統，其特征在于:所述冷凝器(7)為冷凍鹽水換熱器，其溫度為-10?-14°C。
【文檔編號】B01D53/78GK103691287SQ201310735030
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】孫虎 申請人:安徽淮化股份有限公司