双加压硝酸装置氧化炉点火失败原因分析及改造

双加压硝酸装置氧化炉点火失败原因分析及改造
[日期：2009-06-03] 来源：云南解化 作者：杨秀梅 [字体：大 中 小]
云南解化集团有限公司于1997年由美国引进了1套二手稀硝酸生产装置，生产能
力为10万t/a硝酸（以浓度为100%计）。该装置采用了双加压法生产工艺技术，氨氧
化压力为0.88 MPa（绝压），吸收压力为1.40 MPa（绝压）。由于采用了双加压法，
使低压氨氧化不增加氨耗，高压吸收，氧化炉的氨氧化生成一氧化氮的设计氧化率在
96%以上，并且流程中采用由蒸汽透平、空气压缩机、氧化氮压缩机、尾气透平4台
设备组成的“四合一”压缩机机组，使工艺反应热得以较充分的利用。该装置生产的
成品酸浓度为50%～55%，排放尾气中的NOx含量低于400×10-6。但装置自1998
年建成试车投产以来，由于设备存在较多问题，未能达到满负荷生产，只维持低负荷、
低氧化率生产，主要原因为设备检修较为频繁，虽在近几年的生产实践过程中对部分
设备进行了一系列的技术改造，但氨氧化率低和开车通氨点火（从氨升温、升压和“四
合一”压缩机组转速达7300～7400 r/min才具备点火条件需5 h）时氧化炉铂金网较
难点燃的问题一直没有得到有效解决，每次出现此问题，都需要把整套装置停车后方
能对氧化炉铂金网进行揭盖清洗处理，揭盖后总会发现铂金网表面上覆盖着许多铁锈
和灰尘（铂金网中毒），需要用盐酸对铂金网进行清洗后才能成功点火。每次从拆开
氧化炉大盖到铂金网清洗、安装、封盖至少需要15 h。因此，铂金网中毒现象的发
生严重影响了装置的正常开车进度，并且造成铂金的大量损耗，氨氧化率低，同时增
加了蒸汽等能源消耗。
基于以上状况，公司积极组织相关设备、工艺管理人员，对设备和工艺流程
进行认真仔细的分析，查找导致铂金网中毒的原因。
通过对照工艺流程及根据每次拆开氧化炉大盖时铂金网表面上覆盖的许多铁锈
分析，铁锈是从氧化炉前面的设备内随空气气流夹带来的。对氧化炉前面所有设备进
行了逐一排查，结果发现压缩空气过滤器（Φ1000 mm×3000 mm）内壁（碳钢）有
很多铁锈，确认铂金网中毒是因该设备内壁腐蚀铁锈脱落所致。按工艺流程设计原理
来看，正常开车时，压缩空气过滤器内的介质是空气，操作温度为240 ℃，应该不
会造成碳钢设备腐蚀。
压缩空气过滤器内壁出现腐蚀，说明在此有冷凝酸生成。通过生产记录检查发现，
1998—2007年废热锅炉出现过几次泄漏，并在氧化炉处有蒸汽溢出，之后才慢慢出
现氧化炉内铂金网中毒现象。由此可推断，压缩空气过滤器内壁腐蚀是由于废热锅炉
泄漏，水蒸气倒流到压缩空气过滤器内，溶解了部分NOx气体，冷凝并生成了硝酸，
从而造成压缩空气过滤器内壁的腐蚀，而腐蚀脱落下的铁锈在开车过程中又被空气气
流夹带到氧化炉内，覆盖于氧化炉铂金网表面，最终造成铂金网中毒，同时降低了氧
化炉的氨氧化率。
通过分析，查出铂金网中毒主要为压缩空气过滤器内壁腐蚀脱落下的铁锈所致。
为了彻底解决这一问题， 2008年2月底，利用系统停车大检修的机会，对压缩空气
过滤器进行了技术改造：根据工艺操作条件，采用A412不锈钢耐温电焊条，在该设
备内壁加衬了1层厚度为1.5 mm的不锈钢（1Cr18Ni9Ti）衬套，改造后于2008年3
月投用。
压缩空气过滤器自2008年3月投用后，在5月、8月、11月正常停车后，开车
时再未出现因铂金网中毒而影响工艺开车进度的情况，每次铂金网都能一次点火成
功。2007年12月与2008年10—12月相比，装置的运行时间由1636 h提高到2120
h，氧化炉的氨氧化率由94%提高到98%，硝酸产量由9965 t提高到18465 t，吨硝
酸产品的铂金损耗由0.85 g降至0.190 g。每次换铂金网时网面上未发现铁锈且灰尘
较少。由于该套装置的压缩机主要是靠蒸汽驱动，减少了电能消耗。