氨氣制硝酸工藝流程是將氨和空氣的混合物(氧:氮≈2:1)通入熱的鉑銠合金網(760 ~ 840℃)。在合金網的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO),生成的一氧化氮被反應后殘留的氧氣繼續(xù)氧化成二氧化氮。然后,將二氧化氮引入水中,產生硝酸。在整個氨氧化制取硝酸的過程中,存在氨氣NH3、一氧化氮NO、二氧化氮NO2以及硝酸HNO3蒸氣等多種對人體有毒有害的氣體,為防止人員發(fā)生中毒事故,需要在現場安裝使用
硝酸廠有害氣體報警器。
工業(yè)上制備濃硝酸(HNO3濃度高于96%)的方法有三種:一種是在脫水劑存在下蒸餾稀硝酸的間接法,習慣上稱為“偏硝酸鹽”;二是由氮氧化物、氧氣和水直接合成濃硝酸,稱為‘直接硝酸鹽’;第三種是直接法,包括氨氧化、生產超共沸酸(75%-80% HNO3)和精餾。這次主要討論的是用氨氧化法制備硝酸。
目前氨氧化反應的催化劑有兩種:一種是以金屬鉑為主體的鉑基催化劑,另一種是以鐵、鈷等其他金屬為主體的非鉑基催化劑。但對于非鉑催化劑,由于技術和經濟原因,節(jié)省下來的鉑成本無法抵消氧化率低帶來的氨消耗,因此非鉑催化劑無法在工業(yè)上大規(guī)模應用。這里只介紹鉑催化劑。
工業(yè)硝酸制備的原理流程:
1.該方法以氨氣和空氣為原料,以鉑銠合金網為催化劑,在800℃的氧化爐中進行氧化反應。當NO冷卻后,與O2生成NO2,在吸收塔中被水吸收,在空氣中過量O2的作用下轉化為硝酸,最高濃度為50%。
2.用硝酸鎂或濃H2SO4作吸水劑,可蒸餾制得50%的硝酸,甚至可得到98%以上的“發(fā)煙”硝酸。尾氣處理,在生產過程中沒有回收利用,可以最大限度地利用原料,并減少尾氣中NOx的排放,尾氣一般用NaOH溶液吸收。
通過氨的催化氧化制備硝酸有三個主要步驟:
1.將氨和空氣的混合物(氧:氮≈ 2: 1)通入熱的鉑銠合金網(760 ~ 840℃)。在合金網的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。反應式為4NH?+5O?=4NO+6H?O。
2.生成的一氧化氮被反應后殘留的氧氣繼續(xù)氧化成二氧化氮。氨催化氧化后的氣體主要是NO和HO,還有未參與反應的N和O。如果氣體冷卻到150-180℃,NO會繼續(xù)被氧化成二氧化氨。反應式為2NO+O?=2NO?。
3.然后將二氧化氮引入水中,水吸收二氧化氨氣體生成硝酸和一氧化氨。反應式是3NO? + H?O = 2HNO?+ NO。
通過上述氨氧化法制取硝酸工藝流程可知,從原料、中間產物以及最終產品中都存在對人體有毒有害的氣體。有鑒于此,可以使用贏潤集團研發(fā)生產的采用進口高精度氣體傳感器的ERUN-PG51S6
固定在線式有毒有害氣體檢測報警儀為例,可以同時檢測并顯示一氧化氮NO、硝酸HNO3蒸氣、氨氣NH3、二氧化氮NO2等的濃度值,超標聲光報警,并聯鎖自動控制排氣風機的啟停,測量數據結果可通過分線制4-20 mA模擬信號量或總線制RS 485(Modbus RTU)數字量信號以及無線模式傳輸,通過ERUN-PG36E氣體報警控制器在值班室實時顯示有毒氣體或蒸氣的濃度值,并相應的觸發(fā)報警動作。
氨氧化制硝酸車間氣體檢測報警儀技術參數:
產品型號:ERUN-PG51S6
檢測氣體:HNO3、NO2、NO、NH3等,選配:
可檢測任意1~6種氣體的濃度值和溫濕度量程范圍:0~1、10、100、1000、5000、50000ppm、100%LEL、20%、50%、100%Vol可選,其他量程可訂制
分 辨 率:0.001ppm(0-10ppm高精度)/0.01ppm(0~10 ppm);0.01ppm(0~100 ppm),0.1ppm(0~1000 ppm),1ppm(0~5000 ppm以上); 0.1%LEL;0.01%、0.001%Vol
方法原理:電化學、催化燃燒、紅外、半導體、PID光離子等可選
精度誤差:≤±2%F.S.(更高精度可訂制)
顯示方式:報警器2.5寸彩屏現場顯示濃度值;控制器主機9寸彩屏值班室顯示濃度值
報警方式:現場聲光報警,值班室聲光報警
數據傳輸:4-20mA、RS485,可選無線傳輸
防護功能:IP66級防水防塵
防爆功能:隔爆型,Ex d ⅡC T6 Gb級防爆
以上就是關于
氨氣制硝酸工藝流程的相關介紹,以目前主流的氨氧化法制取硝酸為例,其主要是采用以氨氣、空氣和水作為生產原料,以鉑金為主要催化劑,在高溫環(huán)境下通過氧化還原反應,依次產生一氧化氮、、二氧化氮,并最終產出硝酸的工藝過程。由于生產原料氨氣NH3,中間產物一氧化氮NO和二氧化氮NO2,以及最終產物硝酸HNO3蒸氣都屬于對人體有毒有害的氣體,因此需要在現場安裝使用
硝酸廠有害氣體報警器來連續(xù)實時在線監(jiān)測這些有毒有害氣體的濃度值,避免發(fā)生人員中毒安全事故。