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浓硝酸装置技术化措施研究与应用
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浓硝酸装置技术化措施研究与应用

2019-10-10      阅读:
浓硝酸生产中管线腐蚀、分布器选型、酸性水回收以及废气处理一直是制约长周期运行的重要因素,针对瓶颈问题提出有针对性的解决方案并应用实践,节能,保证。 
浓硝酸装置作为稀硝酸装置的配套设施,采用硝酸镁法间接制取浓硝酸,并配以先进的DCS集散控制系统,以实现浓硝酸装置在生产过程中监视、控制及保护。通过对工艺及电器仪表、等方面不断的技术化,目前我公司的浓硝酸生产工艺达到了佳状态,在今年的2月份至6月份,更出现了四个半月的长周期运行数据。主要化措施有以下几方面: 
  一、生产废气改造,改善作业环境,降低污染 
  (一)稀硝酸镁贮槽和浓硝酸镁贮槽含硝气技术化 
  原稀镁贮槽和浓镁贮槽的含硝废气通过一条废气管线(DN50)变径后(DN30)直接到稀硝酸烟囱放空,生产中发现,由于管线较远,管道变径,弯头多,阻力大,导致排放不畅,造成贮槽内含硝气体只能从贮槽顶部的放空管排出。为改变该状况,我们将原废气放空气总管就近引至镁尾水槽放空气喷射器气相入口,利用喷射泵将两贮槽内的含硝气体吸收成酸性水,该酸性水和塔尾水、镁尾水一起可送往稀硝装置替代吸收塔吸收用水,从而使装置的尾气得到了再次利用,达到零排放。 
  (二)镁尾水槽和塔尾水槽放空气“小烟囱”技术化 
  投产初期,由于经验不足,镁尾水槽和塔尾水槽顶部放空管经常有大量NOx气体连续冒出,就像两个“小烟囱”,严重污染环境,经过对工艺操作及放空气管线的技术化,目前已完全实现达标排放,主要有三项措施: 
  1.控制浓硝酸冷凝器冷凝酸温度,降低冷凝酸中NOx含量,实现浓硝酸蒸汽95%冷却效率,冷凝酸温度控制在35℃-38℃之间。 
  2.降低塔系统负压,初我们的气液分离器压出口压力保持在-23KPa左右,塔系统负压保持在-15KPa左右,由于负压较高,不凝气体夹带大量浓硝酸液体进入塔尾水槽,造成塔尾水浓度升高,塔尾水槽连续有大量NOx排出。经过探讨,我们将气液分离器负压稳定在-18KPa,塔系统负压稳定在-10KPa,降低气体中酸液携带量。 
  3.分别在镁尾水槽和塔尾水槽放空管顶部增设一条密封喷淋管线,对镁尾水、塔尾水槽放空气稀释。,密封水直接从镁尾水泵和塔尾水泵出口引出,这样放空管的残余酸性气体也得到了解决。 
  二、浓缩塔塔顶分布器改型 
  原浓缩塔塔顶分布器为锅型多孔分布器,塔内填料属于比较先进的陶瓷波纹规整填料,塔内设置了二次分布器。生产之初经常出现产品浓度不稳定,稀镁含硝高等异常原因,经过多方面排除,确定是塔顶分布器选型不合适。将原来的锅型多孔分布器改为槽式多孔溢流型分布器,并对新型分布器上的铸孔用四氟棒堵死,再在四氟棒上开出规定要求的小孔,使分布更加均匀。 
  三、塔尾气管线腐蚀处理 
  运行九个月出现三次因塔尾气管线腐蚀泄漏而造成的停车事故,事故现象一般都是管线先出现砂眼,接着砂眼不断扩大形成较大孔洞。起初处理措施就是补漏和更换管线,但是每次都坚持不到两个月,而且越靠近气液分离器腐蚀越严重,尤其是焊缝和弯头。 
  塔尾气管线腐蚀问题在其他很多浓硝酸生产企业都出现过,主要原因就是气液相混合酸对管线的腐蚀,以及负压作用下的气液)中刷;对此我们有针对性的进行了技改。 
  (一)气液分离器分离出的硝酸尾气二次冷却。由于气液分离器与浓硝酸冷凝器较近,而且在生产中我们也发现,浓硝酸冷凝器利用率有富裕。我们将冷凝器拆分出两层用来对硝酸尾气的进一步冷却,这样几乎可以完全消除不凝气体,塔尾气中气液相混合物减少,对管线的腐蚀大大降低。 
  (二)更换部分管道材质。技改前塔尾气管线全部采用304L,初设想就是把塔尾气全部更换为铸铁管道,由于管线垂直高度达到了30米,因此全部更换铸铁管线是行不通的。又由于每次管线腐蚀的部位都在气液分离器出口,对此我们只将接近气液分离器出口的管线更换为铸铁管线,其他改为C4钢管线。以上两项措施相互配合,塔尾气管线腐蚀这一问题得到了合理的解决。 
  四、不合格酸管线增加冲洗水 
  不合格酸管线主要作用一方面是稀硝酸高位槽的溢流酸,二是开停车时浓度较高的回流酸。管线材质为304L,由于流经此管线的酸浓度有高有低,管线腐蚀也较严重,在这个方面的技术化有: 
  (一)控制稀硝酸高位槽液位无溢流。增加稀硝酸高位槽进酸自动调节阀,液位控制在60%(溢流78%),既保证稀硝酸流量稳定,又保证没有溢流酸,也降低了原料消耗。 
  (二)不合格管线增加短接,用于开停车冲洗。每次开停车后,对不合格管线进行脱盐水冲洗,保证管线内没有酸液残存。 
  五、酸性水全部回收利用 
  原浓硝酸产生的酸性水送往污水处理工序处理,了污水处理量也造成了浪费。酸性水酸浓度不易控制,生产要求塔尾水和镁尾水贮槽酸性水浓度的控制范围分别为1~2%和3~4%,可实际由于酸性水泵经常性出现外送不畅等问题,酸性水浓度会达到10%左右,为保证设备运行,使酸性水浓度达到控制范围,只能每天就地排放,并加脱盐水稀释。造成工作量增加和脱盐水的浪费。 
  为解决酸性水回收这一问题,采取了以下措施: 
  (一)2013年我公司新投产了二套稀硝酸装置,基于两套稀硝完全可以回收酸性水的能力,将浓硝酸酸性水全部送到两套稀硝装置,两套装置中间建立连通管线,可以相互调剂。 
  (二)浓硝酸酸性水不再直接送到酸性水泵入口,二是改为开工酸槽,省去酸性水泵这一环节。 
  通过以上两个方面的实施,浓硝装置系统的酸性水实现了连续稳定送往稀硝装置的目的,并完全被回收利用,无需再向污水处理工序输送酸性水,每小时回收酸性水1.8吨。技改实施6个月来,酸性废水的回收创造的经济效益为55.29万元。 
  六、总结 
  经过一系列的技术化措施,工艺控制水平得到了提高,产品消耗明显降低,装置产能到达并超出了设计的60t/d,到达72 t/d,产品的平均浓度99.01%,亚硝含量0.17%,满足浓硝一级品的质量要求(浓度≥98%,亚硝含量<0.5%)。
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