过程工业尾气封闭循环原理与应用（Ⅱ）：绿电制硝酸

作者：朱家骅^*; 卢蔚; 彭玉凤; 李季

来源：化工学报, 2021, 72(10): 5265-5272.

• 过程系统
• 硝酸工艺
• 污染控制
• 封闭循环
• 二氧化碳减排
• 绿电制氢

针对传统氨-空气氧化制硝酸工艺尾气NOx和N2O排放,通过化工过程自由能耗散比模型分析指出污染物扩散所致环境自由能耗散可达产品加工有效自由能的66.2%。为此提出绿电制硝酸(GPtNA)尾气封闭循环新工艺,将电解水制氢/氧和空分制氧/氮两个单元耦合嵌入合成氨与硝酸工艺圈,以电代碳,提供绿色氢、氧、氮资源;与传统硝酸工艺相比,吨产品(HNO3100%)减碳0.356 t、CO2减排1.31 t、回收NOx与N2O各1.01～1.70 kg,对硝酸工业减碳降污具有重要意义。新工艺开发依托成熟的合成氨、硝酸与空分技术,利用绿电制氢电耗4.3kW·h/m3等前沿成就,硝酸产品理论电耗为2560 kW·h/t、其成本可与传统硝酸工艺理论氨耗269.8 kg/t相竞争,当可再生(水、风、光)电价低于0.22 CNY/(kW·h),GPtNA工艺具有资源、环境和经济性全面竞争优势。