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1、年产6万吨稀硝酸车间的工艺设计设计题目:年产6万吨稀硝酸车间的工艺设计 English Topic: Design the craft of dilute nitric acid workshop with an annual output of 60,000 tons 学 生： 指导教师： 年 月 日年产6万吨稀硝酸车间的工艺设计学生姓名：指导老师： 摘要：本设计从描述硝酸的基本性质和其发展前途开始先论述了生产稀硝酸的必要性，然后对其生产方法进行简述和论证，最后选择了中压生产法。而后对此方法进行了从工艺流程到计算和选型的详细描述。如稀硝酸的生产原理(包括了催化剂的选择和催化机理)、工艺流程、
2、生产过程的影响因素、化工工艺计算、氧化器的工艺设计及附属设备的选择、车间布置设计。本设计还增加了尾气治理，针对不同的需要采用不同的治理办法。最后本设计还对所采用的生产方法进行了总结和讨论。关键词：稀硝酸；中压法；氧化炉；铂催化剂 ；吸收塔；工艺计算；尾气处理Design the craft of dilute nitric acid workshopwith an annual output of 60,000 tonsName of stendent: Director: Abstract： The design started from the description nitic acid
3、s basic properly and its futurn development to elaborate first the necessity produced the thin nitic acid , and then carried on the summary and the proof to its productiom methd . Finally selected the productin law of medium pressure . Then has carried on to descripe this method from the technical p
4、rocess to the calculation and choice modle detailed . For example , the thin nitric acids production principle ( Including the choice of catalysts and catalytic mechanism ) , the technical process , production processs influencing factor , chemical technology calculation , the design of oxidation eq
5、uipment and appurtenances choice , workshop design . This design also increased the exhaust gas treatment , the different treatment approaches would be used in different needs . Finally , the production method that used in this design had been aggregated and discussed . Keywords: Dilute nitric acid；
6、Compression pressure method； Oxidized still；Platinum Catalyst；Absorption tower；Craft Calculation；Exhaust processing目 录第一章 总论71.1 硝酸工业的概况及发展趋势171.1.1 国外硝酸工业的现状及发展趋势71.1.2 国内硝酸工业的现状及发展趋势71.2 硝酸的性质2，381.2.1 硝酸的物理性质81.2.2 硝酸的化学性质91.3 硝酸的毒性、安全和贮运510第二章 稀硝酸生产流程综述112.1 各种生产方法综述112.1.1 常压法112.1.2 加压法112.1.3
7、 综合法122.2 稀硝酸生产流程的确定132.3 稀硝酸生产的主要原理14第三章 氨的接触氧化11153.1 氨的接触氧化原理12，13153.2 催化剂的选择163.3 铂系催化剂14163.3.1 化学组成163.3.2 物理性状163.3.3 铂网的活化、中毒及再生173.3.4 铂网的损失和回收183.4 氨催化氧化的反应动力学15193.5 工艺条件的确定203.6 混合气组成213.7 爆炸及其防止16213.8 氨接触氧化工艺流程233.8.1 空气和氨的净化233.8.2 混合气体的配制233.8.3 反应热的利用233.8.4 工艺流程简述24第四章 一氧化氮的氧化1725
8、4.1 一氧化氮氧化机理254.2 氧化反应的影响因素254.3 一氧化氨氧化的工艺流程26第五章 氮氧化物的吸收285.1 氮氧化物吸收机理285.2 工艺条件的确定285.2.1 吸收温度285.2.2 操作压力285.2.3 气体组成29第六章 工艺计算18306.1 物料衡算306.1.1 反应器（氧化）306.1.2 废热锅炉（WHB）和冷却-冷凝器326.1.3 吸收塔346.1.4 生成的酸376.1.5总收率386.1.6放大至所需生产的速率386.2 能量衡算19，20396.2.1 压缩机（透平机）396.2.2 氨气化406.2.3 氧化器40第七章 主要设备的工艺计算和
9、选型22437.1氨氧化炉23，24437.1.1 设备简介437.1.2 工艺计算及选型437.2 酸吸收塔457.3 其他设备选型2546第八章 车间设备布置262847第九章 硝酸尾气的处理29489.1溶液吸收法489.1.1碱液吸收489.1.2亚硫酸溶液吸收法499.1.3延长吸收法499.1.4用稀硝酸加钒盐吸收法499.1.5硝酸吸收法499.2 固体物质吸收或吸附法499.2.1 固体物质吸收法499.2.2 固体吸附法509.3 催化还原法50第十章 设计总结与讨论3052参考文献54前 言经过二年的学习和在车间的生产实践，我深刻理解了化工设计的真谛，本着理论与实际相结合的
10、原则，在毕业之即专门选择了以稀硝酸生产为题材的毕业设计。此次毕业设计的训练，进一步巩固加深了所学的基础理论、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化，对我以后的工作和生活起到了不可估量的作用。本设计是根据系下达的毕业设计任务书进行编写的，内容是年产6万吨稀硝酸（HNO3）车间的工艺设计。为了全面介绍稀硝酸工艺过程设计的基本内容、基本原理，本设计共分为十章。第一章概述了硝酸的现状和趋势、硝酸的物理化学性质、用途和生产发展等；第二章较详细地论述了稀硝酸的三种生产方法和本设计生产流程的确定；第三章、第四章、第五章重点阐述了稀硝酸生产中各个环节的工艺流程及其工艺选择的原理，并在本设计结尾附有该工艺流程的
11、CAD图；第六章进行了物料和能量的工艺计算；第七章简单介绍了主要设备的选型，并在本设计结尾附有氧化炉设计图；第八章介绍了车间的布置的基本要求和原则，并在本设计后面附有稀硝酸车间布置图；第九章介绍了目前处理硝酸尾气的各种方法，并对这些方法做了合理化选择；第十章对本设计进行了全面的总结和讨论。最后附有参考文献。本设计是以我二年来的学习和实践为依托，在指导老师和参考资料的帮助下完成的，尽量做到集中优点、克服和改善缺点。但由于本人水平有限，设计中有错误和不妥之处总是在所难免，恳切希望读者多予批评指正。 编者： 2008年11月20日 第一章 总论1.1 硝酸工业的概况及发展趋势1.1.1 国外硝酸工业
12、的现状及发展趋势 目前各国硝酸工业的发展趋势是随着合成氨和硝酸磷肥的生产装置大型化而采用大机组、大装置，合理提高系统压力，提高产品浓度，降低原材料及能量的消耗，降低尾气排放浓度，以减少对大气的污染。硝酸工业形成了如下的趋势：（1）、生产规模大型化，目前最大装置为2000t/d；（2）、装置高压化；（3）、产品多样化，可生产浓、稀两种产品；（4）、 尾气排放达标，目前大型装置上，特别是双加压装置已实现了15010-6的指标；（5）、催化剂不断改良；（6）、能量回收合理化；（7）、总体技术提升。由于稀硝酸是半成品，其主要用途是用于制造浓硝酸、硝酸铵等，在此，借浓硝酸在国外的生产情况来反映稀硝酸在国
13、外的生产现状。目前，世界上浓硝酸的生产能力约为300万吨/年，2000年总产量为260万吨，我国浓硝酸产量82.48万吨，居世界首位。世界浓硝酸的装置能力如下：表1 世界浓硝酸装置能力及产量国别装置能力（万吨/年）开工率（%）美国32.5100加拿大30.7590墨西哥17.466西欧82.085日本24.4580中国9092总计3001.1.2 国内硝酸工业的现状及发展趋势从近几年硝酸行业发展来看，在国内硝酸盐行业超常规发展冶金和医药等下游需求快速增长的推动下，我国硝酸行业的发展步伐大大加快。2006年全国硝酸产量达到了181.78万吨，同比增长了12.6%，增速同比下降了11.4个百分点，
14、但依然实现较快增长，当年进口量3.12万吨，出口量1.2万吨，观消费量为183.7万吨，同比增长14.3%，表明下游需求旺盛。进入2007年，在硝酸下游消费稳中有增的利好因素下，行业继续保持着较好的增长势头，一季度硝酸累计产量为47.54万吨，同比增长14.35%，进口480吨出口1854吨，表观消费量为47.4万吨，同比增长14.78%。从我国硝酸工业的发展趋势来看，2006年产能的过快增长已经使得影响行业健康发展的不利因素凸显。2006年上半年，浓硝酸企业外购的合成氨、原料煤、电力、铁路运价及各种辅助材料价格的大幅度上涨，加之因铁路提速而大增的自备槽车改造和安全评估费用，使浓硝酸的生产成本大幅度上升。而同时浓硝酸市场价格跳水，行业利润暴跌，许多企业被迫减产甚至停产，市场供应量大幅度波动，价格跌宕不稳。2007年以来，由于市场需求较旺，硝酸价
