[發明專利]一種用于制備硝酸的裝置系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202011024505.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN111994884A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 趙林;但勇;趙頂;趙澎;金長浩;高波
• 申請（專利權）人: 眉山順應動力電池材料有限公司
• 主分類號: C01B21/40
• 分類號: C01B21/40
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 張迪

1.一種用于制備硝酸的裝置系統，其特征在于，包括依次連接的蒸汽混合室(1)、冷卻器組合件、緩沖罐(4)、壓縮機(5)、吸收塔(6)和尾氣處理裝置；

所述蒸汽混合室(1)用于接收待處理氣體、水蒸氣后進行混合反應；

所述冷卻器組合件包括至少一個冷卻器；

所述蒸汽混合室(1)的出氣口連接至所述冷卻器組合件，所述冷卻器組合件用于接收所述蒸汽混合室(1)排出的混合氣體，并將混合氣體進行降溫得到冷凝酸；

所述冷卻器組合件的出氣口連接至所述緩沖罐(4)，所述緩沖罐(4)用于接收所述冷卻器組合件排出的氣體，分離出氣體中殘余的冷凝酸和水分；

所述緩沖罐(4)的出氣口連接至所述壓縮機(5)，所述壓縮機(5)用于接收所述緩沖罐(4)排出的氣體，并將氣體進行加壓增濃；

所述壓縮機(5)的出氣口連接至所述吸收塔(6)，所述吸收塔(6)用于接收所述壓縮機(5)排出的氣體并將氣體吸收制備得到硝酸；同時，所述吸收塔(6)用于接收所述冷卻器組合件排出的冷凝酸作為吸收塔(6)中的吸收底液；

所述吸收塔(6)的出氣口連接至所述尾氣處理裝置，所述尾氣處理裝置用于接收所述吸收塔(6)排出的NO，并將NO進行回收處理。

2.根據權利要求1所述的用于制備硝酸的裝置系統，其特征在于，所述冷卻器組合件包括n個冷卻器，n個所述冷卻器之間為串聯連接，n個所述冷卻器中的溫度為150℃以下；其中，n≥2，n為整數。

3.根據權利要求2所述的用于制備硝酸的裝置系統，其特征在于，第1～n-1個所述冷卻器的溫度為150℃以下，第n個所述冷卻器的溫度為20℃～40℃。

4.根據權利要求1所述的用于制備硝酸的裝置系統，其特征在于，還包括除塵系統(7)，所述除塵系統(7)連接于所述蒸汽混合室(1)與所述冷卻器組合件之間，所述除塵系統(7)用于清除所述硝酸鹽分解尾氣中殘余的固體粉末。

5.根據權利要求4所述的用于制備硝酸的裝置系統，其特征在于，所述除塵系統(7)和所述蒸汽混合室(1)之間設置有換熱系統，所述換熱系統用于將所述蒸汽混合室(1)排出的混合氣體進行降溫。

6.根據權利要求1所述的用于制備硝酸的裝置系統，其特征在于，所述尾氣處理裝置包括尾氣換熱器(8)和反應器(9)；所述尾氣換熱器(8)用于接收所述吸收塔(6)排出的尾氣，并將尾氣的溫度調整至氨氣與一氧化氮反應所需的溫度；所述反應器(9)中設置有催化劑和氨氣，所述反應器(9)用于接收所述尾氣換熱器(8)排出的氣體，并將氣體與催化劑和氨氣進行接觸反應生成氮氣和水。

7.一種如權利要求1所述的用于制備硝酸的裝置系統的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將待處理氣體、水蒸汽通入所述蒸汽混合室(1)中，混合反應，得到第一混合氣，所述第一混合氣的溫度在200℃以上；

步驟2、將步驟1得到的第一混合氣通入所述冷卻器組合件中進行冷卻，得到冷凝酸和第二混合氣；

步驟3、將步驟2得到的第二混合氣通入所述緩沖罐去除氣體中的冷凝酸和水分，之后將氣體排入所述壓縮機(5)中進行壓縮增濃；

步驟4、將所述壓縮機(5)中的氣體通入所述吸收塔(6)中制備硝酸；

步驟5、將所述吸收塔(6)中排出的氣體排入尾氣處理裝置進行尾氣回收。

8.根據權利要求7所述的用于制備硝酸的裝置系統的使用方法，其特征在于，所述步驟1中，通入蒸汽混合室的水蒸氣體積量占通入蒸汽混合室的氣體總體積量的30％～80％。

9.根據權利要求8所述的用于制備硝酸的裝置系統的使用方法，其特征在于，所述步驟1中，通入蒸汽混合室的水蒸氣體積量占通入蒸汽混合室的氣體總體積量的50％～80％。

10.根據權利要求7所述的用于制備硝酸的裝置系統的使用方法，其特征在于，所述步驟5中，尾氣回收具體包括以下步驟：

步驟S1、將所述吸收塔(6)中排出的尾氣通入尾氣換熱器(8)，將尾氣的溫度調整至150℃～350℃；

步驟S2、將步驟S1得到的換熱后的氣體通入反應器(9)中，氣體中的一氧化氮與氨氣，在催化劑作用下進行反應，得到氮氣，完成尾氣的處理。