杀螟硫磷生产过程中氮氧化物回收制备硝酸风量计算

楼新伟， 刘 伟

（浙江埃森化学有限公司，浙江 金华 321042）

农药杀虫剂杀螟硫磷的结构式为：

其可以通过亚硝化、氧化、缩合等步骤制备[1]，其中间体对硝基间甲基苯酚，是由间甲酚为原料与亚硝酸钠和硝酸反应制备得到。其反应方程式如下。

在两步反应中，均有黄烟产生。亚硝化反应的黄烟主要来源于亚硝酸钠与硝酸反应生成亚硝酸，亚硝酸不稳定分解产生一氧化氮和二氧化氮；氧化反应的黄烟主要是硝酸氧化对酚上的亚硝基时，硝酸被还原成亚硝酸，然后分解产生一氧化氮和二氧化氮。合并两步反应，其反应方程式为：

为了避免黄烟排放并回收利用，本文设计了将氮氧化物循环氧化和吸收的方案，其依据的反应原理如下：

（1）常温下二氧化氮和空气反应用水吸收成硝酸

（2）常温下一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮

（3）常温下一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸

可能发生的副反应有：

（4）硝酸在高温下分解

（5）超过150℃时二氧化氮发生分解

（6）亚硝化反应时亚硝酸自身分解

1 风量计算的基准

一氧化氮排放量每天985 kg，最大处理量：160 kg/h。

2 废气主要成分性质及安全系数

表1 气体成分、物化性质及安全要求

3 废气排风量分析

一氧化氮最大排放量 为160 kg/h，常温下，尾气风量为

考虑余量，工程计算时设计风量取QNO设计=150 m3/h。

4 风量设计

从反应原理中可得出：

（1）采用水吸收工艺，能够使水和 NO2化合，吸收成硝酸，但需要及时排除反应放出的热量。

（2）在水与NO2生成硝酸的同时会产生NO。

（3）NO 与 O2反应生成 NO2，氧气补充量是氮氧化物能不能充分吸收的关键因素，也是能不能消除黄烟的关键因素。

以空气为氧源，其反应方程（7）如下：

则其氧气用量为

空气中氧气含量20%，因此最小补风量为

考虑到还有式（6）分解的情况，根据经验数据取1.6倍的系数，因此设计空气补风量为Q空气设计=750 m3/h×1.6=1200 m3/h。

5 结语

（1）结合杀螟硫磷反应方程式，对氮氧化物产生的途径进行了推理，主要是两个途径：①氧化反应时释放出的一氧化氮和二氧化氮；②亚硝化时亚硝酸钠与硝酸反应生成亚硝酸，其分解产生的一氧化氮和二氧化氮。

（2）消除黄烟不仅是取决于氮氧化物能否充分吸收，而且取决于氧气补充量是不是充分足够。氧气补充量是氮氧化物能不能充分吸收的关键因素，也是能不能消除黄烟的关键因素。

（3）以一氧化氮排放量为基准，对所需补风量进行了计算，最小补风量为750 m3/h，考虑到还有式（6）分解的情况，根据经验数据取1.6倍的系数，因此设计空气补风量为1200 m3/h。