[發明專利]一種硝酸工業尾氣除碳提取N2O的純化裝置和工藝方法

在審

• 申請號: 201611188493.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106731497A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 楊劉月;王雪嬋;王云飛
• 申請（專利權）人: 楊劉月
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/02;B01D53/047;B01D53/26;C01B21/22
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 李進

技術領域

本發明涉及化學物質回收技術領域，具體而言，涉及一種硝酸工業尾氣除碳提取N₂O的純化裝置和工藝方法。

背景技術

一氧化二氮，又稱氧化亞氮，俗稱“笑氣”，分子式N₂O。N₂O是一種高壓液化氣體，沸點-88.49℃，熔點-90.7℃。無色而有甜味兒，是氣態氧化劑，常溫下十分穩定，在600℃以上才能分解成氧氣和氮氣。

N₂O的應用十分廣泛，例如，可以作為助燃劑為火箭提供動力，應用于軍事和航天領域；可用于電子工業中的集成電路、芯片、光伏等制作工藝；可作為麻醉劑和鎮痛劑，應用于外科手術、婦科和燒傷科及牙科鎮痛、治療抑郁癥，以及戒煙戒毒等醫療領域；可作為致冷劑、滲透劑和保鮮劑，還廣泛應用于其他工業和生活領域之中。

然而，N₂O也是導致大氣層溫室效應的六種氣體之一，其單質分子增溫潛勢是CO₂的310倍，人類生產生活中產生了大量的N₂O氣體，對環境污染嚴重。

我國以硝酸工業尾氣為原料回收N₂O的開發因具有技術成熟、成本低廉、產能高、產品品質優良、生產安全、經濟環保等優點，已成為N₂O生產的主流方式。

但是，這種原料氣中基本含有接近10％濃度的二氧化碳(CO₂)，而CO₂和N₂O的物理性質相似，難以分離，通常各生產企業都是采用堿洗方式消除N₂O中的CO₂。然而，堿洗產生的廢液對環境造成了二次污染。特別是經氨水除碳的硝酸尾氣副產品，如果殘留了氨的成分，不僅氣味兒差，用于醫療領域時由于需要配充氧氣而可能發生燃燒爆炸事故。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硝酸工業尾氣除碳提取N₂O的純化裝置，該純化裝置采用物理方法除雜和高壓節流制冷精餾工藝從硝酸工業尾氣中提取得到高純度N₂O產品，使N₂O成為硝酸工業的副產品，滿足市場需求，同時能夠消除廢堿液對環境的污染破壞及各類安全隱患。

本發明的另一目的在于提供一種硝酸工業尾氣除碳提取N₂O的工藝方法，該工藝方法包括物理方法除雜和高壓節流制冷精餾工藝，與現有其他尾氣化學除碳回收N₂O的方法相比，具有免除廢堿液二次污染、成本低廉及操作方便安全的優勢。

本發明是這樣實現的：

一種硝酸工業尾氣除碳提取N₂O的純化裝置，包括硝酸工業尾氣除碳提取N₂O的預處理設備，硝酸工業尾氣除碳提取N₂O的預處理設備包括依次連接的水洗塔、緩沖罐、第一壓縮冷卻裝置、干燥器、及變壓吸附設備，干燥器設置有除水吸附劑，變壓吸附設備設置有除碳吸附劑。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，干燥器包括至少兩個并聯設置的吸附器，除水吸附劑設置在吸附器內。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，變壓吸附設備包括至少兩個并聯設置的變壓吸附器，除碳吸附劑設置在變壓吸附器內。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，干燥器設置有再生氣進口，變壓吸附設備設置有再生氣出口，再生氣出口和再生氣進口通過管道連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，干燥器包括分別連接至少兩個吸附器的第一連接管和第二連接管，再生氣出口設置于第一連接管，再生氣出口與吸附器之間設置有第一閥門，第二連接管設置有再生氣放空口，再生氣放空口與吸附器之間設置有第二閥門，再生氣入口與變壓吸附器之間設置有第三閥門。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，還包括氣體平衡裝置，氣體平衡裝置設置有氣體進口，變壓吸附設備包括分別連接至少兩個變壓吸附器的第三連接管，第三連接管設置有氣體出口，氣體進口與氣體出口連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，還包括氣體純化分離裝置，氣體純化分離裝置包括第二壓縮冷卻裝置、主熱交換器、節流閥、分餾塔、及絕熱冷箱，第二壓縮冷卻裝置分別與氣體平衡裝置和主熱交換器連接，主熱交換器、節流閥、及分餾塔循環連接，并設置于絕熱冷箱。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，氣體純化分離裝置還包括純化器，純化器設置在第二壓縮冷卻裝置內部，并與第二壓縮冷卻裝置串聯。