一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，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(guò)排氣管與混合器的進(jìn)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(chǎn)設(shè)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(jìn)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(chǔ)酸槽。本發(fā)明充分利用了N2O4生產(chǎn)裝置及裝卸、轉(zhuǎn)用中不能完全利用的N2O4尾氣，通過(guò)加水、空氣進(jìn)行充分反應(yīng)，可生產(chǎn)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(dá)標(biāo)排放，節(jié)能環(huán)保且節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】—種四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及四氧化二氮【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種生產(chǎn)過(guò)程中四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]四氧化二氮，分子式為N2O4，無(wú)色的氣體，強(qiáng)氧化劑，沸點(diǎn)為21.5°C，在此溫度下為液體。液態(tài)四氧化二氮的密度為1443kg/m3;，能與許多燃料自燃，是一種優(yōu)良的氧化劑。隨著工業(yè)的發(fā)展，液體四氧化二氮應(yīng)用越來(lái)越廣泛，目前是很重要的火箭推進(jìn)劑之一。但由于四氧化二氮沸點(diǎn)低僅為21.5°C，在常溫下無(wú)色的四氧化二氮也能轉(zhuǎn)變?yōu)樯钭厣玁O2，其反應(yīng)式為N2O4 = 2N02，故四氧化二氮在生產(chǎn)過(guò)程中的裝卸、轉(zhuǎn)用中有部分轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸黄鸨恍孤杜欧帕?，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(zhì)皆為劇毒產(chǎn)品，被排放到空氣造成對(duì)環(huán)境污染，還會(huì)對(duì)人體、生物造成傷害；同時(shí)也造成資源浪費(fèi)與其生產(chǎn)成本的上升。
[0004]另外，硝酸用途廣泛、產(chǎn)能較大，在其生產(chǎn)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(fā)生氧化反應(yīng)(4NH3+502=4N0+6H20 +Q)，生成的一氧化氮經(jīng)去水、降溫等工序進(jìn)入透平壓縮機(jī)后，再送往氧化器進(jìn)一步氧化(2N0+02=2N02)、冷卻后進(jìn)入吸收塔生產(chǎn)硝酸。其生產(chǎn)過(guò)程涉及到原料氨與貴金屬催化劑的使用，其成本較大。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)過(guò)程中四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，利用四氧化二氮在常壓下情況下，加空氣與水生產(chǎn)出稀硝酸，變廢為寶，并減少對(duì)環(huán)境的污染。
[0007]本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，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(guò)排氣管與混合器的進(jìn)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(chǎn)設(shè)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(jìn)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(chǔ)酸槽。
[0008]進(jìn)一步，所述儲(chǔ)酸槽的出口端通過(guò)循環(huán)泵與循環(huán)冷卻器連接，所述循環(huán)冷卻器的出口端與所述吸收塔的中部連接。
[0009]進(jìn)一步，所述循環(huán)冷卻器的出口端通過(guò)冷凝器與所述吸收塔的頂部連接；所述噴淋水管上設(shè)有控制閥門(mén)。
[0010]進(jìn)一步，所述循環(huán)泵與循環(huán)冷卻器之間設(shè)有輸酸管。
[0011]進(jìn)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(jìn)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(fā)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(chǎn)出稀硝酸，其反應(yīng)方程式為:
N2O4 = 2N02 (可逆反應(yīng))
3N02 + H20=2HN03 + NO
2N0 + 02=2N02 可生產(chǎn)不同濃度的硝酸溶液，如果要提高酸濃度，使儲(chǔ)酸槽中的稀硝酸通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入循環(huán)冷卻器中進(jìn)行換熱后進(jìn)入吸收塔的中部進(jìn)行噴淋，使二氧化氧繼續(xù)與稀硝酸溶液中的水繼續(xù)反應(yīng)生成硝酸，即3N02 + H20=2HN03 + NO。同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)出的NO與空氣中氧氣反應(yīng):2N0 + 02=2N02反應(yīng)產(chǎn)生的NO2持續(xù)與水反應(yīng)產(chǎn)生稀硝酸。
[0014]如果要進(jìn)一步提高硝酸的濃度，則關(guān)閉噴淋水管上閥門(mén)而停止加水，使儲(chǔ)酸槽中的稀硝酸通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入循環(huán)冷卻器中進(jìn)行換熱后，再進(jìn)入冷凝器中進(jìn)一步換熱，然后進(jìn)入吸收塔頂部進(jìn)行噴淋，使稀硝酸溶液中的水進(jìn)一步與二氧化氧反應(yīng)生成硝酸，即2H20+2N204 +02=4HN03,從而達(dá)到提高其濃度的目的。
[0015]所以通過(guò)上述幾步操作，可生產(chǎn)濃度68%以下稀硝酸。
[0016]本發(fā)明的有益效果有:
1、在N2O4生產(chǎn)裝置中合理回收其裝卸、轉(zhuǎn)用等不能完全利用的N2O4，通過(guò)加水、空氣充分反應(yīng)，并通過(guò)稀硝酸的循環(huán)可生產(chǎn)出濃度68%以下的各種濃度的稀硝酸，變廢為寶，并減少對(duì)環(huán)境的污染。
[0017]2、反應(yīng)氧氣為壓縮空氣提供，簡(jiǎn)單易行；同時(shí)由于NO利用率高，反應(yīng)徹底，吸收塔頂進(jìn)行放空的氣體中NO2含量低于200PPM。故本發(fā)明能達(dá)標(biāo)排放，起到節(jié)能環(huán)保且節(jié)約成本的作用。
[0018]3、將空氣、接收器頂部排放的及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的四氧化二氮尾氣都通往混合器中進(jìn)行混合，從而達(dá)到各組分均勻。
[0019]4、由于生產(chǎn)稀硝酸反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，本發(fā)明分別用循環(huán)冷卻器中循環(huán)水、冷凝器中溫度為-10~_14°C的冷凍鹽水來(lái)進(jìn)行移走反應(yīng)熱而促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1_接收器，2-混合器，3-吸收塔，4-儲(chǔ)酸槽，5-循環(huán)泵，6-循環(huán)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(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，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(guò)排氣管8-2與混合器2的進(jìn)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(chǎn)設(shè)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(jìn)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(chǔ)酸槽4。所述循環(huán)泵5與循環(huán)冷卻器6之間設(shè)有輸酸管8-1，成品稀硝酸通過(guò)輸酸管8-1進(jìn)行裝車(chē)運(yùn)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(jìn)一步，為了提高稀硝酸的濃度，所述儲(chǔ)酸槽4的出口端通過(guò)循環(huán)泵5與循環(huán)冷卻器6連接，所述循環(huán)冷卻器6的出口端與吸收塔3的中部連接進(jìn)行噴淋，進(jìn)一步生成硝酸。
[0025]進(jìn)一步，為更進(jìn)一步的提高稀硝酸的濃度，所述循環(huán)冷卻器6的出口端通過(guò)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(shè)有控制閥門(mén)，關(guān)閉噴淋水管8-5，使儲(chǔ)酸槽4中稀硝酸經(jīng)循環(huán)泵5導(dǎo)入循環(huán)冷卻器6中進(jìn)行換熱，再進(jìn)入冷凝器7中進(jìn)一步換熱降溫后，從吸收塔3的頂部進(jìn)行噴淋，使反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)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(nèi)的四氧化二氮從其頂部的排氣管8-2以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)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(jìn)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(nèi)噴淋水，從而在吸收塔3中生產(chǎn)出稀硝酸。并可通過(guò)稀硝酸的循環(huán)可生產(chǎn)出濃度68%以下的各種濃度的稀硝酸，將生產(chǎn)過(guò)程排放到空氣中的四氧化二氮變廢為寶，并減少對(duì)環(huán)境的污染。
[0027]以上實(shí)施例并非僅限于本發(fā)明的保護(hù)范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，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(guò)排氣管(8-2)與混合器(2)的進(jìn)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(chǎn)設(shè)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(jìn)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(chǔ)酸槽(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)酸槽(4)的出口端通過(guò)循環(huán)泵(5)與循環(huán)冷卻器(6)連接，所述循環(huán)冷卻器(6)的出口端與所述吸收塔(3)的中部連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)冷卻器(6)的出口端通過(guò)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(shè)有控制閥門(mén)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)泵(5 )與循環(huán)冷卻器(6 )之間設(shè)有輸酸管(8-1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求3所述的四氧化二氮尾氣的回收利用系統(tǒng)，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(hào)】B01D53/78GK103691287SQ201310735030
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】孫虎 申請(qǐng)人:安徽淮化股份有限公司