一种四氧化二氮尾气的回收利用系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种四氧化二氮尾气的回收利用系统，包括用于接收与输送四氧化二氮的接收器，所述接收器顶端排气端通过排气管与混合器的进气端连接，所述混合器上分别连接有空气管与用于输送四氧化二氮生产设备中尾气的四氧化二氮尾气管；所述混合器的出气端与吸收塔底部的进气端连接，所述吸收塔顶端连接有喷淋水管；所述吸收塔底端出液端连接有储酸槽。本发明充分利用了N2O4生产装置及装卸、转用中不能完全利用的N2O4尾气，通过加水、空气进行充分反应，可生产出浓度为68%以下的不同浓度要求的稀硝酸，且放空中NO2含量低于200PPM为达标排放，节能环保且节约了生产成本。
【专利说明】—种四氧化二氮尾气的回收利用系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及四氧化二氮【技术领域】，具体涉及一种生产过程中四氧化二氮尾气的回收利用系统。
[0002]
【背景技术】
[0003]四氧化二氮，分子式为N2O4，无色的气体，强氧化剂，沸点为21.5°C，在此温度下为液体。液态四氧化二氮的密度为1443kg/m3;，能与许多燃料自燃，是一种优良的氧化剂。随着工业的发展，液体四氧化二氮应用越来越广泛，目前是很重要的火箭推进剂之一。但由于四氧化二氮沸点低仅为21.5°C，在常温下无色的四氧化二氮也能转变为深棕色NO2，其反应式为N2O4 = 2N02，故四氧化二氮在生产过程中的装卸、转用中有部分转变为二氧化二氮一起被泄露排放了，不能充分地完全被利用。由于四氧化二氮与二氧化氮这两种物质皆为剧毒产品，被排放到空气造成对环境污染，还会对人体、生物造成伤害；同时也造成资源浪费与其生产成本的上升。
[0004]另外，硝酸用途广泛、产能较大，在其生产装置中，主要采用氨在贵金属催化剂存在的情况下与空气中的氧气发生氧化反应(4NH3+502=4N0+6H20 +Q)，生成的一氧化氮经去水、降温等工序进入透平压缩机后，再送往氧化器进一步氧化(2N0+02=2N02)、冷却后进入吸收塔生产硝酸。其生产过程涉及到原料氨与贵金属催化剂的使用，其成本较大。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种生产过程中四氧化二氮尾气的回收利用系统，利用四氧化二氮在常压下情况下，加空气与水生产出稀硝酸，变废为宝，并减少对环境的污染。
[0007]本发明采用了以下的技术方案:一种四氧化二氮尾气的回收利用系统，包括用于接收与输送四氧化二氮的接收器，所述接收器顶端排气端通过排气管与混合器的进气端连接，所述混合器上分别连接有空气管与用于输送四氧化二氮生产设备中尾气的四氧化二氮尾气管；所述混合器的出气端与吸收塔底部的进气端连接，所述吸收塔顶端连接有喷淋水管；所述吸收塔底端出液端连接有储酸槽。
[0008]进一步，所述储酸槽的出口端通过循环泵与循环冷却器连接，所述循环冷却器的出口端与所述吸收塔的中部连接。
[0009]进一步，所述循环冷却器的出口端通过冷凝器与所述吸收塔的顶部连接；所述喷淋水管上设有控制阀门。
[0010]进一步，所述循环泵与循环冷却器之间设有输酸管。
[0011]进一步，所述吸收塔压力为0-0.3MPa，塔底部温度为30_70°C、塔顶部温度为10-30。。。
[0012]进一步，所述冷凝器为冷冻盐水换热器，其温度为-10?-14°C。[0013]本发明利用四氧化二氮尾气在常压下情况下，加入空气与水在吸收塔中生产出稀硝酸，其反应方程式为:
N2O4 = 2N02 (可逆反应)
3N02 + H20=2HN03 + NO
2N0 + 02=2N02 可生产不同浓度的硝酸溶液，如果要提高酸浓度，使储酸槽中的稀硝酸通过循环泵进入循环冷却器中进行换热后进入吸收塔的中部进行喷淋，使二氧化氧继续与稀硝酸溶液中的水继续反应生成硝酸，即3N02 + H20=2HN03 + NO。同时反应产出的NO与空气中氧气反应:2N0 + 02=2N02反应产生的NO2持续与水反应产生稀硝酸。
[0014]如果要进一步提高硝酸的浓度，则关闭喷淋水管上阀门而停止加水，使储酸槽中的稀硝酸通过循环泵进入循环冷却器中进行换热后，再进入冷凝器中进一步换热，然后进入吸收塔顶部进行喷淋，使稀硝酸溶液中的水进一步与二氧化氧反应生成硝酸，即2H20+2N204 +02=4HN03,从而达到提高其浓度的目的。
[0015]所以通过上述几步操作，可生产浓度68%以下稀硝酸。
[0016]本发明的有益效果有:
1、在N2O4生产装置中合理回收其装卸、转用等不能完全利用的N2O4，通过加水、空气充分反应，并通过稀硝酸的循环可生产出浓度68%以下的各种浓度的稀硝酸，变废为宝，并减少对环境的污染。
[0017]2、反应氧气为压缩空气提供，简单易行；同时由于NO利用率高，反应彻底，吸收塔顶进行放空的气体中NO2含量低于200PPM。故本发明能达标排放，起到节能环保且节约成本的作用。
[0018]3、将空气、接收器顶部排放的及生产过程中产生的四氧化二氮尾气都通往混合器中进行混合，从而达到各组分均匀。
[0019]4、由于生产稀硝酸反应为强放热反应，本发明分别用循环冷却器中循环水、冷凝器中温度为-10~_14°C的冷冻盐水来进行移走反应热而促进反应进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明结构示意图。
[0021]图中:1_接收器，2-混合器，3-吸收塔，4-储酸槽，5-循环泵，6-循环冷却器，7-冷凝器，8-1输酸管，8-2排气管，8-3四氧化二氮尾气管，8-4空气管，8_5喷淋水管。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图作进一步详细说明:
如图1所示，一种四氧化二氮尾气的回收利用系统，包括用于接收与输送四氧化二氮的接收器1，所述接收器I顶端排气端通过排气管8-2与混合器2的进气端连接，所述混合器2上分别连接有空气管8-4与用于输送四氧化二氮生产设备中尾气的四氧化二氮尾气管
8-3 ;所述混合器2的出气端与吸收塔3底部的进气端连接，所述吸收塔3顶端连接有喷淋水管8-5 ;所述吸收塔3底端出液端连接有储酸槽4。所述循环泵5与循环冷却器6之间设有输酸管8-1，成品稀硝酸通过输酸管8-1进行装车运走；吸收塔3压力为0-0.3MPa，塔底部温度为30-70°C、塔顶部温度为10-30°C。
[0024]进一步，为了提高稀硝酸的浓度，所述储酸槽4的出口端通过循环泵5与循环冷却器6连接，所述循环冷却器6的出口端与吸收塔3的中部连接进行喷淋，进一步生成硝酸。
[0025]进一步，为更进一步的提高稀硝酸的浓度，所述循环冷却器6的出口端通过冷凝器7与所述吸收塔3的顶部连接；所述喷淋水管8-5上设有控制阀门，关闭喷淋水管8-5，使储酸槽4中稀硝酸经循环泵5导入循环冷却器6中进行换热，再进入冷凝器7中进一步换热降温后，从吸收塔3的顶部进行喷淋，使反应进一步进行，而提高了硝酸的浓度。其中冷凝器7为冷冻盐水换热器，其温度为-10?-14°C。
[0026]将空气从空气管8-4、接收器I内的四氧化二氮从其顶部的排气管8-2以及生产过程中产生的四氧化二氮尾气从四氧化二氮尾气管8-3都通入混合器2中进行混合均匀后，再通入吸收塔3中，从吸收塔3顶部的喷淋水管8-5向吸收塔3内喷淋水，从而在吸收塔3中生产出稀硝酸。并可通过稀硝酸的循环可生产出浓度68%以下的各种浓度的稀硝酸，将生产过程排放到空气中的四氧化二氮变废为宝，并减少对环境的污染。
[0027]以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种四氧化二氮尾气的回收利用系统，包括用于接收与输送四氧化二氮的接收器(1)，其特征在于:所述接收器(I)顶端排气端通过排气管(8-2)与混合器(2)的进气端连接，所述混合器(2)上分别连接有空气管(8-4)与用于输送四氧化二氮生产设备中尾气的四氧化二氮尾气管(8-3);所述混合器(2)的出气端与吸收塔(3)底部的进气端连接，所述吸收塔(3)顶端连接有喷淋水管(8-5);所述吸收塔(3)底端出液端连接有储酸槽(4)。
2.根据权利要求1所述的四氧化二氮尾气的回收利用系统，其特征在于:所述储酸槽(4)的出口端通过循环泵(5)与循环冷却器(6)连接，所述循环冷却器(6)的出口端与所述吸收塔(3)的中部连接。
3.根据权利要求2所述的四氧化二氮尾气的回收利用系统，其特征在于:所述循环冷却器(6)的出口端通过冷凝器(7)与所述吸收塔(3)的顶部连接；所述喷淋水管(8-5)上设有控制阀门。
4.根据权利要求1-3任一项所述的四氧化二氮尾气的回收利用系统，其特征在于:所述循环泵(5 )与循环冷却器(6 )之间设有输酸管(8-1)。
5.根据权利要求1-3任一项所述的四氧化二氮尾气的回收利用系统，其特征在于:所述吸收塔(3)压力为0-0.3MPa，塔底部温度为30-70°C、塔顶部温度为10_30°C。
6.根据权利要求3所述的四氧化二氮尾气的回收利用系统，其特征在于:所述冷凝器(7)为冷冻盐水换热器，其温度为-10?-14°C。
【文档编号】B01D53/78GK103691287SQ201310735030
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】孙虎 申请人:安徽淮化股份有限公司