[发明专利]一种氧化亚氮的分解装置及工艺

说明书

一种氧化亚氮的分解装置，包括反应器壳体，其上部壳体的顶部开口，形成原料气进口，其下部壳体的底部开口，形成分解气出口，其中部壳体的上端、下端分别设有第一格栅、第二格栅，第一格栅、第二格栅之间设置上部气体均布机构、下部气体汇集机构，上部气体均布机构包括多层瓷球堆叠构成，且这些瓷球的粒径从上向下逐层减小，下部气体汇集机构包括多层瓷球堆叠构成，且这些瓷球的粒径从上向下逐层增大，上部气体均布机构、下部气体汇集机构之间铺设颗粒状催化剂。本发明结构简单、运行成本低，可有效分散氧化亚氮，提高与催化剂的接触效率，避免分解装置局部过热，且能有效提高氧化亚氮的分解转化率至90％以上。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种氧化亚氮的分解装置及工艺。

背景技术

氧化亚氮(N₂O)是一种室温气体和臭氧消耗气体，是制备己二酸和硝酸的副产物。

氧化亚氮需要处理后对外排放，通常是利用催化剂分解为氮气和氧，且放出大量的热。目前，通常使用的分解装置在分解氧化亚氮过程中，氧化亚氮分散不均，与催化剂接触发生分解反应过程中，导致局部过热，导致分解装置的损坏率较高，且氧化亚氮的分解率较低，需要多次分解处理，导致氧化亚氮的处理效率较低。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种氧化亚氮的分解装置，其结构简单、运行成本低，可有效分散氧化亚氮，提高与催化剂的接触效率，避免分解装置局部过热，且能有效提高氧化亚氮的分解转化率至90％以上。

本发明的目的之二是提供一种利用上述分解装置处理氧化亚氮的工艺，其操作简单、维护方便，可有效利用氧化亚氮的分解热，降低企业的处理成本。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种氧化亚氮的分解装置，包括反应器壳体，所述反应器壳体包括上部壳体、中部壳体、下部壳体，所述上部壳体呈锥形结构，下部壳体呈倒置的锥形结构，上部壳体固定在中部壳体的上端，下部壳体固定在中部壳体的下端，组合构成整体，上部壳体的顶部开口，形成原料气进口，下部壳体的底部开口，形成分解气出口，所述中部壳体的上端、下端分别设有第一格栅、第二格栅，所述第一格栅、第二格栅之间设置上部气体均布机构、下部气体汇集机构，所述上部气体均布机构包括多层瓷球堆叠构成，且这些瓷球的粒径从上向下逐层减小，所述下部气体汇集机构包括多层瓷球堆叠构成，且这些瓷球的粒径从上向下逐层增大，上部气体均布机构、下部气体汇集机构之间铺设颗粒状催化剂。

所述反应器壳体的内层为耐火层，反应器壳体的外层为保温层，所述保温层的外周设置冷却夹层，对应上部壳体、中部壳体。

所述原料气进口设置进气管，该进气管的上游端用于与原料气源相连，该进气管的下游端延伸进入上部壳体的内空，且连接气体分布器，所述分解气出口设置排气管，该排气管的上游端延伸进下部壳体的内空，且连接气体收集器。

所述气体收集器包括扩径管、挡流板，所述挡流板呈倒置的V形结构，且固定在扩径管的上端，对扩径管的上端形成遮护，所述排气管的上游端与扩径管的下端相连，形成阶梯孔。

所述第一格栅、第二格栅的圆周均设置钢圈，形成支撑。

实现本发明目的之二的技术方案是：一种氧化亚氮的分解工艺，采用上述任一分解装置进行如下步骤操作：

1)取醇酮与硝酸氧化生产己二酸生成的尾气，经填料塔吸收其中的一氧化氮和二氧化氮、经洗涤塔利用脱盐水对流接触洗涤后，得到原料气；

2)原料气与压缩空气混合，得到混合气，其中氧化亚氮的浓度为8-10％；

3)混合气依次经第一换热器、第二换热器升温至420-460℃，由反应器壳体的原料气进口进入上部壳体中，经上部气体均布机构均匀分布在中部壳体，与颗粒状催化剂接触，进行分解反应，得到分解气，经下部气体汇集机构，由反应器壳体的分解气出口排出；