殺螟硫磷生產(chǎn)過程中氮氧化物回收制備硝酸風(fēng)量計算

樓新偉， 劉 偉

（浙江埃森化學(xué)有限公司，浙江 金華 321042）

農(nóng)藥殺蟲劑殺螟硫磷的結(jié)構(gòu)式為：

其可以通過亞硝化、氧化、縮合等步驟制備[1]，其中間體對硝基間甲基苯酚，是由間甲酚為原料與亞硝酸鈉和硝酸反應(yīng)制備得到。其反應(yīng)方程式如下。

在兩步反應(yīng)中，均有黃煙產(chǎn)生。亞硝化反應(yīng)的黃煙主要來源于亞硝酸鈉與硝酸反應(yīng)生成亞硝酸，亞硝酸不穩(wěn)定分解產(chǎn)生一氧化氮和二氧化氮；氧化反應(yīng)的黃煙主要是硝酸氧化對酚上的亞硝基時，硝酸被還原成亞硝酸，然后分解產(chǎn)生一氧化氮和二氧化氮。合并兩步反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：

為了避免黃煙排放并回收利用，本文設(shè)計了將氮氧化物循環(huán)氧化和吸收的方案，其依據(jù)的反應(yīng)原理如下：

（1）常溫下二氧化氮和空氣反應(yīng)用水吸收成硝酸

（2）常溫下一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮

（3）常溫下一氧化氮與氧氣和水反應(yīng)生成硝酸

可能發(fā)生的副反應(yīng)有：

（4）硝酸在高溫下分解

（5）超過150℃時二氧化氮發(fā)生分解

（6）亞硝化反應(yīng)時亞硝酸自身分解

1 風(fēng)量計算的基準(zhǔn)

一氧化氮排放量每天985 kg，最大處理量：160 kg/h。

2 廢氣主要成分性質(zhì)及安全系數(shù)

表1 氣體成分、物化性質(zhì)及安全要求

3 廢氣排風(fēng)量分析

一氧化氮最大排放量 為160 kg/h，常溫下，尾氣風(fēng)量為

考慮余量，工程計算時設(shè)計風(fēng)量取QNO設(shè)計=150 m3/h。

4 風(fēng)量設(shè)計

從反應(yīng)原理中可得出：

（1）采用水吸收工藝，能夠使水和 NO2化合，吸收成硝酸，但需要及時排除反應(yīng)放出的熱量。

（2）在水與NO2生成硝酸的同時會產(chǎn)生NO。

（3）NO 與 O2反應(yīng)生成 NO2，氧氣補(bǔ)充量是氮氧化物能不能充分吸收的關(guān)鍵因素，也是能不能消除黃煙的關(guān)鍵因素。

以空氣為氧源，其反應(yīng)方程（7）如下：

則其氧氣用量為

空氣中氧氣含量20%，因此最小補(bǔ)風(fēng)量為

考慮到還有式（6）分解的情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取1.6倍的系數(shù)，因此設(shè)計空氣補(bǔ)風(fēng)量為Q空氣設(shè)計=750 m3/h×1.6=1200 m3/h。

5 結(jié)語

（1）結(jié)合殺螟硫磷反應(yīng)方程式，對氮氧化物產(chǎn)生的途徑進(jìn)行了推理，主要是兩個途徑：①氧化反應(yīng)時釋放出的一氧化氮和二氧化氮；②亞硝化時亞硝酸鈉與硝酸反應(yīng)生成亞硝酸，其分解產(chǎn)生的一氧化氮和二氧化氮。

（2）消除黃煙不僅是取決于氮氧化物能否充分吸收，而且取決于氧氣補(bǔ)充量是不是充分足夠。氧氣補(bǔ)充量是氮氧化物能不能充分吸收的關(guān)鍵因素，也是能不能消除黃煙的關(guān)鍵因素。

（3）以一氧化氮排放量為基準(zhǔn)，對所需補(bǔ)風(fēng)量進(jìn)行了計算，最小補(bǔ)風(fēng)量為750 m3/h，考慮到還有式（6）分解的情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取1.6倍的系數(shù)，因此設(shè)計空氣補(bǔ)風(fēng)量為1200 m3/h。