韩非，刘欣，刘辉，原源，杨成安
［中海油（山西）贵金属有限公司，山西 晋中030600］
［摘 要］硝酸生产中，铂网损耗一直是氨氧化制硝酸的第二大成本，而氮氧化物气体粉尘过滤器是针对贵金属损耗而设计的一种捕集装置，可以有效捕获铂网燃烧损失的贵金属颗粒，起到回收贵金属、净化工艺气、提升产品品质的作用。以中海油（山西）贵金属有限公司设计开发的一款氮氧化物气体粉尘过滤器在双加压法硝酸装置上的应用为例，简介其基本参数、滤芯特点以及过滤器的安装，基于典型应用企业过滤器压差情况，利用压缩机功率计算模型，较为详细地计算与分析过滤器压差造成的系统蒸汽损耗以及相关成本，同时对过滤器安装后可能出现的异常工况及处理进行了简要总结，以期为合理设计过滤器压差与贵金属回收率提供重要的理论依据，并为硝酸生产企业安装过滤器后的运行管理提供一点参考与借鉴。
［关键词］硝酸装置；铂网；氮氧化物气体粉尘过滤器；贵金属回收；过滤器压差；蒸汽损耗分析；异常工况处理
［中图分类号］TQ111.26 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）02-0040-03
0 引 言
硝酸生产工艺主要分为高压法、常压法、中压法、双加压法。高压法由于高能耗和低产能，加之如今严苛的环保政策，目前在国内已逐渐被淘汰，而异军突起的双加压法以其低能耗、低排放和高产能优点已成为国内硝酸生产工艺的主力军。硝酸生产是以氨、氧为原料，通过铂网的催化作用实现氨与氧的充分燃烧、化合；铂网工作温度为800～900 ℃［1］，在高压气流的持续冲击下，铂网损耗会随着硝酸装置运行时间的延长而逐渐增大。正常生产工况下，吨酸（折100%硝酸）铂耗设计值一般为高压法0.24 g、双压法0.12 g、常压法0.07 g，铂网损耗一直是氨氧化制硝酸的第二大成本［2］。在硝酸生产工艺技术的发展过程中，使用过多种气态氧化铂回收方法，其中钯回收是最常见的回收方法［3］，但仍有大量的贵金属颗粒随气流进入系统内。硝酸装置氮氧化物气体粉尘过滤器（简称过滤器），是针对贵金属损耗而设计的一种捕集装置［4］，可以有效捕获铂网燃烧损失的贵金属颗粒，同时可以净化工艺气，避免氧化氮压缩机叶片结垢而导致的喘振，提升硝酸、硝盐及其相关产品的品质。过滤器适用于铂铑二元催化剂、铂铑钯三元催化剂和功能套网双功效催化剂燃烧过程产生的贵金属的捕集，适用于不同产能的中压法、双加压法硝酸装置高压机组入口氮氧化物气体中夹带的贵金属捕集，但不适用于常压法硝酸装置。以下以中海油（山西）贵金属有限公司设计开发的一款过滤器在双加压法硝酸装置上的应用为例，对有关情况作一介绍。
1 氮氧化物气体粉尘过滤器简介
氮氧化物气体粉尘过滤器最初应用于硝酸装置高压机组入口贵金属颗粒的捕集，过滤器采用单筒式滤芯，更换滤芯时需将过滤器整体吊装下来，过滤器运行周期初始与末期压差约为3～8 kPa。近年来，随着国内双加压法硝酸装置高压机组数量的逐年增加，为满足硝酸企业节能降耗及贵金属管理的要求，国内过滤器生产厂家从不同设计角度出发，在满足贵金属回收收益的情况下，开发出了运行周期初始与末期压差在2～4 kPa的低阻力过滤器，目前此类型过滤器在国内硝酸装置中已有60余套在用，一些新建硝酸装置在设计阶段就要求设计单位在高压机组入口前增设过滤器。
目前，中海油（山西）贵金属有限公司设计开发的过滤器已有30余套投入应用，产生了良好的经济效益和社会效益。该过滤器由外壳、档板、多个滤芯和过滤材料组合而成，其外壳、档板和滤芯选用与管线同质的材料；滤芯一端用薄板密封，另一端采用焊接或法兰板固定在档板上，滤芯外部缠绕叠层过滤材料；过滤器滤层材质为三元复合陶瓷纤维。实际应用情况表明，该过滤器适用于化工、钢铁、冶金、燃煤锅炉、耐火材料以及水泥等行业的高温烟气过滤，介质可以是一氧化氮、二氧化氮、氧气、氮气等，在高温、腐蚀性介质工况下，过滤器性能优良，可有效过滤粉尘。过滤器基本设备参数见表1。
2 过滤器滤芯的特点
中海油（山西）贵金属有限公司针对双加压法或高压法硝酸装置，在充分研究铂网网灰的形成、成分、粒径及氮氧化物气流特点等基础上，对国外大型单筒滤芯结构进行了优化设计，设计开发出的新型滤芯具有如下特点。
更多内容详见《中氮肥》2022年第2期