本实用新型涉及硝基腐植酸生产技术领域，具体为一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置。
背景技术：
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。在制备硝基腐植酸的过程中氧化降解为其中最为关键的环节之一，其直接关系到硝基腐植酸的品质；现有的氧化降解反应过程中存在着如下缺陷：1、现有的硝酸氧化降解的反应器为筒体反应器，其与搅拌装置配合来完成降解反应的；但上述设备在实际生产过程中反应器内壁易出现煤板结不易清理的问题，该问题不仅导致氧化降解反应不彻底影响产品的品质，还易造成筒体反应器的出口堵塞；2、氧化降解反应过程中需要消耗大量的硝酸，增加了硝基腐殖酸的制备成本；3、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。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。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，解决了反应器内壁易出现煤板结、氧化降解反应不彻底、筒体反应器的出口易堵塞、硝酸消耗量大以及污染环境的缺陷。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，该氧化降解装置包括螺带式反应釜，螺带式反应釜的内部设有螺带式搅拌器，螺带式反应釜一侧的顶部设有与原料煤相连的原料煤进口，螺带式反应釜另一侧的顶部设有烟气出口，原料煤进口和烟气出口之间的螺带式反应釜的顶部设有硝酸喷淋器进液管道和喷淋器进液管道；所述螺带式反应釜另一侧的顶部设有物料出口；所述烟气出口与烟气回收处理单元相连。
优选地，所述硝酸喷淋器进液管道通过文丘里流量计与硝酸储罐。
优选地，所述烟气回收处理单元包括一级氧化吸收部和二级氧化吸收部，一级氧化吸收部和二级氧化吸收部底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐相连，hno3-h2o2溶液储罐的出口与喷淋器进液管道相连。
优选地，所述一级氧化吸收部包括螺旋混合器，螺旋混合器的气相进口与烟气出口相连，螺旋混合器的雾化进口通过雾化器与过氧化氢溶液储罐，螺旋混合器的混合流体出口与旋风分离器的进口相连，旋风分离器的气相出口二级氧化吸收部相连，旋风分离器底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选地，所述二级氧化吸收部包括至少一个氧吸塔，氧吸塔的中下部原料气进口与旋风分离器的气相出口相连，氧吸塔的内中部设有催化氧化层，氧吸塔的顶部设有与负压引风装置相连尾气出口，催化氧化层和尾气出口相对应的氧吸塔上设置有过氧化氢喷淋器进液管道，过氧化氢喷淋器进液管道与过氧化氢溶液储罐相连，氧吸塔底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选地，所述二级氧化吸收部包括若干个氧吸塔，若干个氧吸塔为串联设置，首端氧吸塔的中下部原料气进口与旋风分离器的气相出口相连，末端氧吸塔的顶部尾气出口与负压引风装置相连，过氧化氢溶液储罐分别与若干个氧吸塔的过氧化氢喷淋器进液管道相连，若干个氧吸塔底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐相连。
优选地，相邻的两个氧吸塔中，前一氧吸塔的顶部尾气出口与后一氧吸塔的中下部原料气进口相连。
优选地，所述催化氧化层为若干层板式fenton催化剂金属丝网。
优选地，所述hno3-h2o2溶液储罐上设有液位计，hno3-h2o2溶液储罐出口和喷淋器进液管道之间设有液位控制阀和离心泵。
优选地，所述负压引风装置为引风机。
按照上述方案制成的一种氧化降解制备硝基腐植酸的生产系统，通过设置螺带式反应器以及螺带式搅拌器能够有效解决了硝基腐植酸生产过程中反应器内壁煤板结难处理问题；通过设置过氧化氢溶液储罐，使过氧化氢溶液储罐中的过氧化氢溶液分别进入一级氧化吸收部和二级氧化吸收部内；用于吸收硝基腐植酸生产过程中不易处理的氮氧化物烟气，在上述两级氧化吸收的过程中，螺旋混合器通过使过氧化氢溶液雾化的形式并通过螺旋混合室的结构对烟气进行充分吸收，在氧吸塔中通过烟气上行与过氧化氢溶液逆流接触以及丝网捕捉的的形式对烟气进行充分吸收，以实现尾气达标排放的目的；同时对hno3-h2o2溶液进行回收并重新使之回到螺带式反应釜中对原料煤进行氧化降解，以达到有效减少硝酸消耗量的目的；本实用新型采用的过氧化氢溶液可增强硝酸的氧化性，提高了其氧化效率，使原料煤氧化降解更彻底，提高了产品的品质；具有结构简单、设备设计合理、物料降解氧化反应彻底、产品品质好、能够在实现烟气达标排放的同时回收烟气中的氮氧化物烟气，并对其进行重新利用以达到降低硝酸用量的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：
1、螺带式反应釜；2、螺带式搅拌器；3、原料煤进口；4、烟气出口；5、硝酸喷淋器；6、喷淋器；7、物料出口；8、文丘里流量计；9、硝酸储罐；10、hno3-h2o2溶液储罐；11、螺旋混合器；12、雾化器；13、过氧化氢溶液储罐；14、旋风分离器；15、氧吸塔；16、中下部原料气进口；17、催化氧化层；18、负压引风装置；19、尾气出口；20过氧化氢喷淋器；21、液位计；22、液位控制阀；23、离心泵。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参看图1：本实用新型为一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，该氧化降解装置包括螺带式反应釜1，螺带式反应釜1的内部设有螺带式搅拌器2，螺带式反应釜1一侧的顶部设有与原料煤相连的原料煤进口3，螺带式反应釜1另一侧的顶部设有烟气出口4，原料煤进口3和烟气出口4之间的螺带式反应釜1的顶部设有硝酸喷淋器5进液管道和喷淋器6进液管道；所述螺带式反应釜1另一侧的顶部设有物料出口7；所述烟气出口4与烟气回收处理单元相连。本实用新型采用了螺带式反应釜1作为反应器，并在螺带式反应釜1中使用了螺带式搅拌器2，其结构能够有效避免硝基腐植酸生产过程中反应器内壁煤板结的问题，为后续维护奠定了基础；进一步地，本实用新型中设置有硝酸喷淋器5以及喷淋器6能够实现原料煤与硝酸溶液充分接触，以达到提高原料煤氧化降解反应速率的目的；通过烟气出口9能够实现对烟气的达标排放以及烟气中的氮氧化物有效的回收和再利用。
进一步地，所述硝酸喷淋器5进液管道通过文丘里流量计8与硝酸储罐9。通过设置文丘里流量计8能够实现硝酸定量的进入螺带式反应釜1中，保证了氧化降解反应充分彻底的进行。
进一步地，所述烟气回收处理单元包括一级氧化吸收部和二级氧化吸收部，一级氧化吸收部和二级氧化吸收部底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐10相连，hno3-h2o2溶液储罐10的出口与喷淋器6进液管道相连。本实用新型采用了两级氧化吸收的方式以实现尽量对烟气中的氮氧化物进行有效吸收的目的，并对烟气中氮氧化物吸收后的液相进行回收再利用，以达到降低硝酸使用量和降低生产成本的目的。
进一步地，所述一级氧化吸收部包括螺旋混合器11，螺旋混合器11的气相进口与烟气出口4相连，螺旋混合器11的雾化进口通过雾化器12与过氧化氢溶液储罐13，螺旋混合器11的混合流体出口与旋风分离器14的进口相连，旋风分离器14的气相出口二级氧化吸收部相连，旋风分离器14底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐10相连。本实用新型通过设置螺旋混合器11能够实现烟气与过氧化氢溶液的充分混合，以实现对烟气中的氮氧化物进行充分吸收的目的。
进一步地，所述二级氧化吸收部包括至少一个氧吸塔15，氧吸塔15的中下部原料气进口16与旋风分离器14的气相出口相连，氧吸塔15的内中部设有催化氧化层17，氧吸塔15的顶部设有与负压引风装置18相连尾气出口19，催化氧化层17和尾气出口19相对应的氧吸塔15上设置有过氧化氢喷淋器20进液管道，过氧化氢喷淋器20进液管道与过氧化氢溶液储罐13相连，氧吸塔15底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐10相连。本实用新型通过设置氧吸塔15能够实现对剩余烟气中的氮氧化物进一步吸收的目的，以达到对烟气完全氧化吸收的目的；通过对烟气的完全吸收以达到环境友好的目的，同时能够使吸收过烟气的液相对原料煤进行氧化降解，以达到节约硝酸和提高产品品质的目的。
进一步地，所述二级氧化吸收部包括若干个氧吸塔15，若干个氧吸塔15为串联设置，首端氧吸塔15的中下部原料气进口16与旋风分离器14的气相出口相连，末端氧吸塔15的顶部尾气出口19与负压引风装置18相连，过氧化氢溶液储罐13分别与若干个氧吸塔15的过氧化氢喷淋器20进液管道相连，若干个氧吸塔15底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐10相连。本实用新型中所述的二级氧化吸收部可以包括多个氧吸塔15，设置氧吸塔15的数量需要通过实际工况考虑，如参加氧化降解反应物料的量（生产能力）、相关的环保要求以及一级氧化吸收部等等；通过使用若干个氧吸塔15且并联设置的本质目的在于使烟气能够实现达标排放。
进一步地，相邻的两个氧吸塔15中，前一氧吸塔15的顶部尾气出口与后一氧吸塔15的中下部原料气进口16相连。
进一步地，所述催化氧化层17为若干层板式fenton催化剂金属丝网。
进一步地，所述hno3-h2o2溶液储罐10上设有液位计21，hno3-h2o2溶液储罐10出口和喷淋器6进液管道之间设有液位控制阀22和离心泵23。本实用新型中需要根据hno3-h2o2溶液储罐10的液位向喷淋器6进液管道输送hno3-h2o2溶液，输送过程中通过液位计21监控hno3-h2o2溶液储罐10的液位，通过液位控制阀22控制hno3-h2o2溶液的流量。
进一步地，所述负压引风装置18为引风机。通过设置引风机能够使氧吸塔15内产生负压，以保证烟气按照设计的流程行进。
本实用新型还提供了一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置的工作原理包括如下步骤：步骤1：原料煤通过原料煤进口3进入螺带式反应釜1内，硝酸储罐9内的硝酸通过文丘里流量计8计量后由硝酸喷淋器5进入螺带式反应釜1内；同时开启螺带式搅拌器2；螺带式搅拌器2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器1的内壁，还能够使物料向物料出口7移动；所述硝酸储罐9内硝酸的浓度为30%～60%，螺带式反应釜1中原料煤与硝酸的质量比为1～10:1；步骤2：步骤1中所述的螺带式反应釜1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4以及螺旋混合器11的气相进口进入到螺旋混合器11内；所述的nox烟气的温度为：80～100℃；步骤3：过氧化氢溶液储罐13内浓度为15%～30%的过氧化氢溶液经雾化器12雾化后由螺旋混合器11的雾化进口进入螺旋混合器11内与步骤2中的nox烟气在螺旋混合器11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；步骤4：步骤3中在螺旋状混合室内充分混合反应后的气液混合物通过螺旋混合器11的混合流体出口进入旋风分离器14内进行气液分离；气液分离后的液相通过旋风分离器14的液相出口进入hno3-h2o2溶液储罐10内；气液分离后的气相通过氧吸塔15的中下部原料气进口16进入氧吸塔15内；过氧化氢溶液储罐13内浓度为15%～30%的过氧化氢溶液通过过氧化氢喷淋器20向若干层板式fenton催化剂金属丝网喷淋，气液分离后的气相自下而上接触过氧化氢溶液以及若干层板式fenton催化剂金属丝网上的过氧化氢液滴进一步被氧化吸收生成hno3-h2o2溶液；经过两级氧化吸收已达标的气体通过尾气引风机18外排；所述的hno3-h2o2溶液通过氧吸塔15底部的液相出口进入hno3-h2o2溶液储罐10内；所述的气液分离后的气相为未吸收完全的氮氧化物；步骤5：hno3-h2o2溶液储罐10中的hno3-h2o2溶液通过液位控制阀22调节流量，并通过离心泵23加压输送至喷淋器6进液管道内对螺带式反应器5的原料煤进行氧化降解，以实现氮氧化物烟气的回收利用以及节省硝酸的使用量；优选地，hno3-h2o2溶液储罐10中的液位最少为总液位的四分之一；步骤6：所述步骤4中的氧吸塔15为若干个且串联设置，若干个氧吸塔159底部的液相出口分别与液相循环利用单元中的hno3-h2o2溶液储罐10相连，过氧化氢溶液储罐13分别与若干个氧吸塔15内的过氧化氢喷淋器20相连，最后一个氧吸塔15的顶部尾气出口处设有引风机；相邻的两个氧吸塔15，前一氧吸塔15的顶部尾气出口与后一氧吸塔15的中下部原料气进口16相连。本实用新型在吸收烟气的过程中没有使用氧气或液碱等形式，因此运行过程安全可靠且吸收率高，本实用新型中的过氧化氢溶液吸收率能够达到95%以上；具有设备设计合理、流程易操作、不仅实现了烟气安全环保排放、能够有效降低硝酸的使用量、在降低生产成本的通过提高产品品质的特点。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：该氧化降解装置包括螺带式反应釜（1），螺带式反应釜（1）的内部设有螺带式搅拌器（2），螺带式反应釜（1）一侧的顶部设有与原料煤相连的原料煤进口（3），螺带式反应釜（1）另一侧的顶部设有烟气出口（4），原料煤进口（3）和烟气出口（4）之间的螺带式反应釜（1）的顶部设有硝酸喷淋器（5）进液管道和喷淋器（6）进液管道；
所述螺带式反应釜（1）另一侧的顶部设有物料出口（7）；
所述烟气出口（4）与烟气回收处理单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述硝酸喷淋器（5）进液管道通过文丘里流量计（8）与硝酸储罐（9）。
3.根据权利要求1所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述烟气回收处理单元包括一级氧化吸收部和二级氧化吸收部，一级氧化吸收部和二级氧化吸收部底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐（10）相连，hno3-h2o2溶液储罐（10）的出口与喷淋器（6）进液管道相连。
4.根据权利要求3所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述一级氧化吸收部包括螺旋混合器（11），螺旋混合器（11）的气相进口与烟气出口（4）相连，螺旋混合器（11）的雾化进口通过雾化器（12）与过氧化氢溶液储罐（13），螺旋混合器（11）的混合流体出口与旋风分离器（14）的进口相连，旋风分离器（14）的气相出口二级氧化吸收部相连，旋风分离器（14）底部的液相出口与hno3-h2o2溶液储罐（10）相连。
5.根据权利要求3所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述二级氧化吸收部包括至少一个氧吸塔（15），氧吸塔（15）的中下部原料气进口（16）与旋风分离器（14）的气相出口相连，氧吸塔（15）的内中部设有催化氧化层（17），氧吸塔（15）的顶部设有与负压引风装置（18）相连尾气出口（19），催化氧化层（17）和尾气出口（19）相对应的氧吸塔（15）上设置有过氧化氢喷淋器（20）进液管道，过氧化氢喷淋器（20）进液管道与过氧化氢溶液储罐（13）相连，氧吸塔（15）底部的液相出口与过hno3-h2o2溶液储罐（10）相连。
6.根据权利要求5所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述二级氧化吸收部包括若干个氧吸塔（15），若干个氧吸塔（15）为串联设置，首端氧吸塔（15）的中下部原料气进口（16）与旋风分离器（14）的气相出口相连，末端氧吸塔（15）的顶部尾气出口（19）与负压引风装置（18）相连，过氧化氢溶液储罐（13）分别与若干个氧吸塔（15）的过氧化氢喷淋器（20）进液管道相连，若干个氧吸塔（15）底部的液相出口分别与hno3-h2o2溶液储罐（10）相连。
7.根据权利要求6所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：相邻的两个氧吸塔（15）中，前一氧吸塔（15）的顶部尾气出口与后一氧吸塔（15）的中下部原料气进口（16）相连。
8.根据权利要求5所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述催化氧化层（17）为若干层板式fenton催化剂金属丝网。
9.根据权利要求3所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述hno3-h2o2溶液储罐（10）上设有液位计（21），hno3-h2o2溶液储罐（10）出口和喷淋器（6）进液管道之间设有液位控制阀（22）和离心泵（23）。
10.根据权利要求5或6所述的一种生产硝基腐植酸用氧化降解装置，其特征在于：所述负压引风装置（18）为引风机。
技术总结