硝酸工业尾气处理 处理硫酸工厂的尾气方程式

admin 0 2023-05-27 12:45:08

关键词: 硝酸尾气;处理方法

硝酸工业尾气处理(处理硫酸工厂的尾气方程式)

中图分类号:TQ111.2 文献标识码:A 文章编号。

硝酸(nitric acid)分子式HNO3,是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸,酸酐为五氧化二氮。硝酸的酸性较硫酸和盐酸小(PKa=-1.3),易溶于水,在水中完全电离,常温下其稀溶液无色透明,浓溶液无色透明,但浓硝酸易分解产生二氧化氮,常温下显棕色。硝酸在工业上主要以氨氧化法生产,用以制造化肥、炸药、硝酸盐等,在有机化学中,浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂

硝酸是最重要的基本化工原料之一,是一种用途极广的化工产品。在水处理领域,硝酸可用作碳素钢、不锈钢设备的清洗除锈剂,用在污水、废水的氧化还原处理过程中;在污水的生物法处理过程中,可用作微生物养分中的氮 (N)源等。

由于硝酸用途广泛,下面就介绍硝酸工业生产实用的几种尾气处理方法,以供参考

1硝酸尾气处理方法

1氨选择性催化还原法

以氨做还原剂,在铜一铬触媒催化作用下,氨与NO 气体进行选择性主反应,在适当温度下,氨基本上不与氧气发生反应。

4NH3+6NO=5N2+6H2O+Q(150U时开始反应)

8NH3+6NO2=7N2+12H20+Q(150~C时开始反应)

2NH3=N2+3H2一Q(400~c时开始反应)

在一定温度范围内,氨与NO 的反应速度远大于氨氧化速度,因此可控制反应,使之具有选择性。试验证明,使用组份 25%CuCrO /A1 0,的铜一铬触媒对上述第一个副反应有较好的抑制作用。 主要工艺条件:空速10000~14000h~;燃料比1.1—1.2,最高不能超过1.4;反应温度260—300℃。

2非选择性催化还原法

采用以氢气和天然气为还原剂的非选择性催化还原法。

2NO2+4H2=N2+4H2O+Q

2NO+2H2=N2+2H20+Q

02+2H2=2H20+Q

CH +202=CO2+2H20+Q(燃烧反应)

cH,+4NO=CO2+2H2O+2N2+Q(消除反应)

非选择性催化还原过程的特点是在反应过程 中,先用燃料直接燃烧将尾气加热至400~C,尾 气中的NO 与燃料进行催化反应,而且尾气中 的0 也与燃料发生催化反应,反应器出口温度 670~C。这一过程所用的催化剂就是加在氧化铝 载体上的钯或铂等贵金属,钯含量0.1%~ 0.5%(wt)。所使用的燃料气是天然气(主要 成分为甲烷)、氢气,亦可以使用烃类、一氧化 碳、合成氨弛放气、铂重整尾气等。 对于甲烷催化燃烧,贵金属触媒活性顺序 Pd>Pt。由于钯比铂便宜,故催化剂活性组份选 用钯。催化剂主要质量指标和工艺条件。

钯含量 0.2%一0.4%

甲烷转化率 >95%空速 20000—40000h

操作压力 0.4~0.72MPa

燃烧室人口温度 400~480cc

燃烧室出口温度 650~675~C

燃烧室人口气体浓度 0:2.0%~2.2%。

H2 1%一1.4%;CH4 0.8%

燃烧室出口NO≤180×10

低温延长吸收法配氨催化还原法

广西某厂有三套综合法硝酸生产装置,原采用碱吸收处理尾气,虽然尾气中NO 的含量能 达到GB16297—1996标准的要求,但所排放的尾气颜色仍呈淡黄色。采用在原酸吸收塔后增加 一个低温酸吸收塔,再接氨催化还原法进行尾气 处理,其反应式如下

2NO+02=2NO2(氧化反应)

3N02+H2O=2HNO3+NO(吸收反应)

4NO+4NH3+02=4N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H20

氨催化还原使用壳牌DeNOx系统,运行中 NH3/NO2的比率控制在1.1—1.3,经处理后排 放尾气中NO,浓度

碱吸收法配氨催化还原法

中压法硝酸尾气经碱吸收之后,冬季尾气排 放NO 浓度

碱吸收配气调优法

因系统压力低,常压法硝酸不能采用氨催化 还原法处理酸尾气时,可采用配气法,即从氧化 吸收段引出高浓度的NO (含有NO)气体至硝 酸尾气碱吸收塔,配成NO:NO =1:1(分子 比),此时碱吸收速度最快。据石家庄某技术开 发公司的经验,使用该法可将硝酸尾气NO 的浓度从5000—6000mg/Nm ,降至1600mg/Nm。 虽然尚未达到新排放标准的要求,但仍可以取得 一定节能减排的效果。

2技术经济比较

企业可根据自身的情况选择硝酸尾气处理方法,选择的依据是酸尾的压力、浓度及处理后气 体的利用等技术经济比较的结果。

1选择性催化还原法(中压法)

采用气氨做还原剂,在铜一铬触媒催 化作用下氨与NO 气体进行选择性还原反应。

尾气入口NO。

吨酸耗NH,7~10kg, (氨的价格按2600:Twt计,下同)。

硝酸尾气经处理后可返回“三合一” 机组回收能量之后排放

成本为20~27元/t。

非选择性催化还原法(高压法)

采用天然气氢气做还原剂、钯触媒催 化作用下将NO 还原,载体利用A1 0 。

吨酸耗天然气50m ,氢气26m 。

硝酸尾气经处理后可返回“三合一” 机组回收能量之后排放

成本约为80 Yc/t。

3低温延长吸收配氨催化还原法(综合法)

增设低温酸吸收塔,其出口的NO 气 体用壳牌DeNOx催化还原。(2)低温酸吸收塔的吸收率由原来96%提 高到98.5%,用壳牌DeNOx催化还原,出口 NO 为400mg/Nm 。

吨酸副产25kg酸。

尾气经处理后直接排放

成本为20—25t。

4碱吸收配氨催化还原法(中压法)

采用碱吸收硝酸尾气中的NO ,副产酸钠和亚硝酸钠,出碱塔气体再经氨催化还原。

吨酸耗纯碱32kg,NH31.6~2.51g(尾 气催化还原用NH 量)制“二钠”用氨量 9.6kg、蒸汽用量lOOkg、电10.4kWh、水5m’。

吨酸副产硝酸钠和亚硝酸钠约40kg。

成本为3.5t。

碱吸收配气调优法(常压法】

采用碱吸收硝酸尾气,:另外引进高浓 度的NO ,使尾气中NO:NO =1:1时吸收速度 最快。

硝酸尾气NO 浓度5000mg/Nm ,经处 理后可达1600mg/Nm ,尾气排放。

吨酸耗纯碱40~48kg、氨l2—14.4kg、蒸 汽125~150kg、电l3~15.6kWh、水6-7.2 m 。

吨酸副产硝酸钠和亚硝酸钠50~60kg。

肖耗量与副产品回收基本持平。

尾气经处理后直接排放

SCR除了用于通常的燃煤、燃油、燃气电站外,还应用于垃圾焚烧厂、化工厂、玻璃厂、钢铁厂和水泥厂等。

表1 SCR 和SNCR 的比较

总之,在今后新建的硝酸装置,要以环保和经济效益考虑,应采用先进的、合理的、科学的处理法,减少尾气的排放。为生态、绿色城市贡献一份力量。

参考文献

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