一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统及生产工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统及生产工艺；该系统包括：至少一个用于硝基腐植酸制备的硝基腐植酸制备单元；至少一个与硝基腐植酸制备单元相连且用于对硝基腐植酸进行熟化反应的熟化单元；所述硝基腐植酸制备单元顶部气相出口通过气液混合单元分别与气相循环吸收单元以及液相循环利用单元相连；所述气相循环吸收单元的循环出口与气液混合单元相连，所述液相循环利用单元的液相出口与硝基腐植酸制备单元相连；具有设备设计合理、连接紧密、流程易操作、不仅实现了烟气、粉尘的零排放且安全可控、能够有效降低硝酸的使用量、在降低生产成本的同时能够提高产品品质的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统及生产工艺
本专利技术涉及硝基腐植酸生产
，具体为一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统及生产工艺。
技术介绍
硝基腐植酸(NHA)是低阶煤经硝酸氧化降解后生成含羧基、酚羟基、醌基和硝基的复杂芳香族大分子多羧酸体系，它在组成上更接近于土壤腐植酸,具有更高的化学、生物活性和优异的胶体性质。现有技术生产硝基腐植酸主要是通过硝酸氧化降解，在氧化过程中，硝酸会被还原成多种气体成分，生成大量黄烟，黄烟的主要成分是一氧化氮，二氧化氮等氮氧化物，对人体健康及周围环境产生严重危害，且硝酸耗量巨大。现有技术中硝基腐植酸生产过程中反应器内壁煤板结难处理，煤部分未反应，易堵塞出口；同时原料煤和硝酸混合后产生的大量黄烟无法及时处理或处理不完全，对环境污染大；反应后期硝酸浓度逐渐降低，煤氧化降解程度差，产品品质较差；自2011年来根据环保部门的相关要求，对各行各业NOX总量减排进行了严格规定。因此减少氮氧化物污染，降低硝酸耗量在腐植酸生产中愈发重要。目前，最常用的处理氮氧化物是采用的废气塔喷淋+液碱处理，该方法在烟气（主要是NO）浓度不高的时候，用液碱处理有效果，但是当烟气（NO）比较浓的时候，由于NO本身不溶于碱，导致处理效果很差，排出废气NO含量高，且产生废水二次污染。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统及生产工艺，解决了烟气不能及时处理造成大气污染以及硝酸耗量大的缺陷。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，该系统包括：至少一个用于硝基腐植酸制备的硝基腐植酸制备单元；至少一个与硝基腐植酸制备单元相连且用于对硝基腐植酸进行熟化反应的熟化单元；所述硝基腐植酸制备单元顶部气相出口通过气液混合单元分别与气相循环吸收单元以及液相循环利用单元相连；所述气相循环吸收单元的循环出口与气液混合单元相连，所述液相循环利用单元的液相出口与硝基腐植酸制备单元相连。优选的，所述硝基腐植酸制备单元包括螺带式反应釜，螺带式反应釜顶部设有尾气入口、原料煤进口、硝酸喷淋器进液管道、喷淋器进液管道以及烟气出口，螺带式反应釜的内部设有螺带式搅拌器，螺带式反应釜的下部设有与熟化反应单元相连的物料出口管道。优选的，所述原料煤进口通过第一全封闭式称重给料机与原料煤投料仓相连，原料煤进口和第一全封闭式称重给料机之间设有原料煤分散器；硝酸喷淋器进液管道通过文丘里流量计与硝酸储罐相连。优选的，所述气液混合单元包括与烟气出口相连的烟气管道，烟气管道与螺旋混合器的气相进口相连，螺旋混合器的雾化进口通过雾化器与过氧化氢溶液储罐相连；螺旋混合器的混合流体出口与旋风分离器相连；所述的旋风分离器的出液口与液相循环利用单元相连，旋风分离器的出气口与气相循环吸收单元相连。优选的，所述气相循环吸收单元包括氧吸塔，氧吸塔的中下部原料气进口与旋风分离器的出气口相连，氧吸塔底部的液相出口与液相循环利用单元中的HNO3-H2O2溶液储罐相连，氧吸塔的内中部设有催化氧化层，催化氧化层的顶部设有与过氧化氢溶液管道相连的过氧化氢喷淋器，氧吸塔顶部尾气出口处设有尾气引风机；所述催化氧化层为若干层板式Fenton催化剂金属丝网。优选的，所述液相循环利用单元包括HNO3-H2O2溶液储罐，HNO3-H2O2溶液储罐通过第二三通与氧吸塔底部的液相出口相连，第二三通的第三端与旋风分离器的出液口相连；HNO3-H2O2溶液储罐的出液口通过液位控制阀以及离心泵与喷淋器进液管道相连。优选的，所述熟化单元包括流化熟化仓，流化熟化仓的顶部设有与物料出口管道相连的硝基腐植酸进口以及烟气出口，流化熟化仓的内下部设有带振动器的流化床，流化床的末端设有成品出口，成品出口通过第二全封闭式称重给料机与产品包装系统相连；所述流化床的前端下部设有烘干熟化部，流化床的末端下部设有冷却降温部；所述物料出口管道上设有进口阀。优选的，所述流化床底部相对应的流化熟化仓内分为烘干熟化腔和冷却降温腔；烘干熟化腔和冷却降温腔之间设有挡板；烘干熟化部包括第一鼓风机，第一鼓风机通过换热器与烘干熟化腔底部的加热气体进口相连；冷却降温部包括第二鼓风机，第二鼓风机与冷却降温腔底部的冷却气体进口相连。优选的，所述烟气出口与袋式除尘器相连，袋式除尘器的顶部气相出口与螺带式反应釜的尾气入口相连，袋式除尘器底部的固体出口与第二全封闭式称重给料机相连。本专利技术还提供了一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统的生产工艺，包括如下步骤：步骤1：原料煤通过原料煤投料仓以及第一全封闭式称重给料机称重后通过原料煤分散器以及原料煤进口进入螺带式反应釜内，硝酸储罐内的硝酸通过文丘里流量计计量后由硝酸喷淋器进入螺带式反应釜内；同时开启螺带式搅拌器；螺带式搅拌器不仅能够使物料充分发生氧化降解反应以及防止物料粘结螺带式反应釜的内壁，还能够使物料向物料出口管道移动；所述硝酸储罐内硝酸的浓度为30%～60%，螺带式反应釜中原料煤与硝酸的质量比为1～10:1；步骤2：当螺带式反应釜内的物料充分反应后，打开进口阀，氧化降解后的物料通过物料出口管道进入流化熟化仓内的流化床顶部；振动器启动用于控制物料的前进速度以及能够使物料均匀熟化；同时启动烘干熟化部的第一鼓风机以及冷却降温部的第二鼓风机；第一鼓风机引入的空气通过换热器加热后由加热气体进口和烘干熟化腔对流化床的前端以及流化床前端的氧化降解后的物料进行加热，加热过程中使氧化降解后的物料保持熟化温度进行熟化同时能够带走氧化降解后物料中的水分；所述加热气体使氧化降解后的物料的温度保持在80～90℃；第二鼓风机引入的空气通过冷却气体进口进入到冷却降温腔内对流化床的末端以及流化床末端的氧化降解后的物料进行降温；所述空气使熟化后的物料降温至35～45℃后通过成品出口以及第二全封闭式称重给料机送入产品包装系统中进行包装；步骤3：步骤2中流化熟化仓内熟化过程产生的烟气以及第一鼓风机和第二鼓风机鼓入的空气通过烟气出口进入袋式除尘器内进行气固分离，气固分离后的粉状产品通过袋式除尘器底部的固体出口和第二全封闭式称重给料机进入产品包装系统中进行包装；气固分离后的气体通过螺带式反应釜的尾气入口进入螺带式反应釜内在后续氧化降解反应过程中进行吸收；步骤4：步骤1中所述的螺带式反应釜内煤与硝酸进行氧化降解反应过程中硝酸被还原产生NOX烟气；NOX烟气通过烟气出口、烟气管道以及螺旋混合器的气相进口进入到螺旋混合器内；所述的NOX烟气的温度为：80～100℃；步骤5：过氧化氢溶液储罐内浓度为15%～30%的过氧化氢溶液经雾化器雾化后由螺旋混合器的雾化进口进入螺旋混合器内与步骤4中的NOX烟气在螺旋混合器中的螺旋状混合室内充分混合；所述NOX烟气中的低价态氮氧化物被雾化状态的过氧化氢在上述混合室内初步氧化吸收生成HNO3-H2O2小液滴；其反应过程为：NO+NO2+2H2O2=2HNO3+H2O；过氧化氢为过量状态；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：该系统包括：/n至少一个用于硝基腐植酸制备的硝基腐植酸制备单元；/n至少一个与硝基腐植酸制备单元相连且用于对硝基腐植酸进行熟化反应的熟化单元；/n所述硝基腐植酸制备单元顶部气相出口通过气液混合单元分别与气相循环吸收单元以及液相循环利用单元相连；/n所述气相循环吸收单元的循环出口与气液混合单元相连，所述液相循环利用单元的液相出口与硝基腐植酸制备单元相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：该系统包括：
至少一个用于硝基腐植酸制备的硝基腐植酸制备单元；
至少一个与硝基腐植酸制备单元相连且用于对硝基腐植酸进行熟化反应的熟化单元；
所述硝基腐植酸制备单元顶部气相出口通过气液混合单元分别与气相循环吸收单元以及液相循环利用单元相连；
所述气相循环吸收单元的循环出口与气液混合单元相连，所述液相循环利用单元的液相出口与硝基腐植酸制备单元相连。


2.根据权利要求1所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述硝基腐植酸制备单元包括螺带式反应釜（5），螺带式反应釜（5）顶部设有尾气入口（10）、原料煤进口（4）、硝酸喷淋器（6）进液管道、喷淋器（11）进液管道以及烟气出口（9），螺带式反应釜（5）的内部设有螺带式搅拌器（7），螺带式反应釜（5）的下部设有与熟化反应单元相连的物料出口管道（8）。


3.根据权利要求2所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述原料煤进口（4）通过第一全封闭式称重给料机（2）与原料煤投料仓（1）相连，原料煤进口（4）和第一全封闭式称重给料机（2）之间设有原料煤分散器（3）；硝酸喷淋器（6）进液管道通过文丘里流量计（12）与硝酸储罐（13）相连。


4.根据权利要求2所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述气液混合单元包括与烟气出口（9）相连的烟气管道（14），烟气管道（14）与螺旋混合器（15）的气相进口相连，螺旋混合器（15）的雾化进口通过雾化器（16）与过氧化氢溶液储罐（17）相连；螺旋混合器（15）的混合流体出口与旋风分离器（18）相连；所述的旋风分离器（18）的出液口与液相循环利用单元相连，旋风分离器（18）的出气口与气相循环吸收单元相连。


5.根据权利要求1或4所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述气相循环吸收单元包括氧吸塔（19），氧吸塔（19）的中下部原料气进口（24）与旋风分离器（18）的出气口相连，氧吸塔（19）底部的液相出口与液相循环利用单元中的HNO3-H2O2溶液储罐（26）相连，氧吸塔（19）的内中部设有催化氧化层（21），催化氧化层（21）的顶部设有与过氧化氢溶液管道（22）相连的过氧化氢喷淋器（23），氧吸塔（19）顶部尾气出口处设有尾气引风机（20）；
所述催化氧化层（21）为若干层板式Fenton催化剂金属丝网。


6.根据权利要求1或4所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述液相循环利用单元包括HNO3-H2O2溶液储罐（26），HNO3-H2O2溶液储罐（26）通过第二三通（25）与氧吸塔（19）底部的液相出口相连，第二三通（25）的第三端与旋风分离器（18）的出液口相连；HNO3-H2O2溶液储罐（26）的出液口通过液位控制阀（27）以及离心泵（28）与喷淋器（11）进液管道相连。


7.根据权利要求1所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述熟化单元包括流化熟化仓（30），流化熟化仓（30）的顶部设有与物料出口管道（8）相连的硝基腐植酸进口以及烟气出口（39），流化熟化仓（30）的内下部设有带振动器（35）的流化床（31），流化床（31）的末端设有成品出口（38），成品出口（38）通过第二全封闭式称重给料机（42）与产品包装系统（43）相连；
所述流化床（31）的前端下部设有烘干熟化部，流化床（31）的末端下部设有冷却降温部；
所述物料出口管道（8）上设有进口阀（29）。


8.根据权利要求7所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述流化床（31）底部相对应的流化熟化仓（30）内分为烘干熟化腔和冷却降温腔；烘干熟化腔和冷却降温腔之间设有挡板（41）；
烘干熟化部包括第一鼓风机（32），第一鼓风机（32）通过换热器（33）与烘干熟化腔底部的加热气体进口（34）相连；
冷却降温部包括第二鼓风机（37），第二鼓风机（37）与冷却降温腔底部的冷却气体进口（36）相连。


9.根据权利要求7所述的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，其特征在于：所述烟气出口（39）与袋式除尘器（40）相连，袋式除尘器（40）的顶部气相出口与螺带式反应釜（5）的尾气入口（10）相连，袋式除尘器（40）底部的固体出口与第二全封闭式称重给料机（42）相连。


10.一种如权利要求1-9所述的氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括如下步骤：
步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，刘子静，冯梦喜，冯莉杰，孙好文，毛彦君，郭振军，刘海飞，许美玲，马晶，任麒帆，李洋，张会平，刘平，刘艳婷，
申请(专利权)人：河南黑色生态科技有限公司，新疆黑色生态科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41