硝酸法生产氧化铁颜料工艺过程涉及硝酸亚铁制备、氧化铁晶种合成和硝酸亚铁二步氧化等反应过程。这三步反应均会产生含氮氧化物(NOx)废气。而且,硝酸亚铁二步氧化过程中的硝酸亚铁分解反应还存在反应失控风险,一旦发生反应失控,短时间内将从反应器内释放出大量高浓度的NOx废气。废气处理单元的净化能力通常根据正常工况下的废气流量和浓度进行设计,对于反应失控工况下废气中的NOx不能完全净化,进而导致排气筒冒黄烟和排放不达标。这不仅导致局部大气污染,还可能遭到企业周边社区和居民的投诉,甚至造成舆情恐慌,引发群体性事件。本文以浙江某氧化铁颜料生产企业工艺过程为例,基于该企业生产运行三年多以来数次发生的硝酸亚铁分解反应失控事件,对反应失控机理进行了初步探究。硝酸亚铁溶液在反应器内pH值低于2.0且没有氧气存在的条件下,几分钟内即发生自催化分解,导致反应失控发生。此时,通过向反应器内紧急加注氢氧化钠溶液并混合均匀,使得反应器内的pH值在3分钟内从2.0提升至2.3,有效抑制了硝酸亚铁的自催化作用,避免了反应失控现象的发生。此外,结合不同生产工况对NOx废气源强和废气处理设施净化能力进行分析,发现原有废气处理设施净化能力不能确保新排放标准下的稳定达标排放。因此,对现有废气处理工艺进行优化,将废气洗涤塔吸收液由纯水更换为10%的尿素溶液,其处理效率提升了 10%;同时,在SCR反应器内新增一层催化剂,SCR的处理效率升高了 3.5%左右。优化后的废气处理工艺能够有效避免排气筒冒黄烟现象,并确保废气稳定达标排放。最后,对优化改造后的工艺进行长期运行观察。根据实际运行效果显示,硝酸亚铁分解反应失控被成功遏制,后续无反应失控事件发生。而且,在线监测和多次现场监测数据表明,工艺优化后的尾气处理设施对NOx去除效率高达98%,其中N2O去除效率不低于97%,排放稳定达标。本论文研究结果有效预防了硝酸法生产氧化铁红颜料过程中反应失控所带来的环境问题,降低了 NOx污染,提供了技术支撑依据并具有较好的工业实际应用价值。