一種稀硝酸製備系統的製作方法
2023-07-01 07:43:46 1
一種稀硝酸製備系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型的稀硝酸製備系統，用於將發煙硝酸製備成NO氣體和稀硝酸，包括發煙硝酸儲槽和上部設有噴頭的反應器，反應器下部的進液端與發煙硝酸儲槽連通，反應器的輸出端分為兩路，一路與NO氣體製備裝置相連，另一路與稀硝酸製備裝置相連，NO氣體製備裝置包括與反應器頂部連通的冷凝器、用於分析出NO氣體的分離器和NO儲槽，分離器的入口與冷凝器連接，分離器的出氣管通過壓縮機與NO儲槽相連，分離器的出液管與反應器的上部相連,本實用新型的稀硝酸製備系統可以改變發煙硝酸生成濃硝酸再配置稀硝酸的傳統路線，使發煙硝酸直接配製為68％以下稀硝酸，同時可以收集生成的NO氣體，滿足社會需求。
【專利說明】一種稀硝酸製備系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及了一種發煙硝酸利用的【技術領域】，具體涉及一種利用水或稀硝酸洗滌發煙硝酸，進而生產NO氣體和配製稀硝酸的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，目前稀硝酸應用在各行各業，但不同行業對硝酸濃度要求不一，中和法生產硝酸銨需濃度為37-43%的硝酸作為原料，而加壓法生產硝酸銨需濃度為60%的硝酸作為原料，IT行業需要濃度為68%的硝酸，鋼鐵清洗業多需求濃度為30-40%的硝酸。此外，在製備稀硝酸時會產出NO氣體，NO氣體分子小，結構簡單，常溫下為氣體，微溶於水，可快速透過生物膜擴散，在心、腦血管調節、神經、免疫調節等方面有著十分重要的生物學作用，同時NO氣體可作為原料，生產硝酸鹽和亞硝酸鹽，一氧化氮還可直接氧化為二氧化氮，直接液化成四氧化二氮，隨著工業的發展，液體四氧化二氮應用越來越廣泛，目前是很重要的火箭推進劑之一。
[0003]但是目前我國對發煙硝酸利用往往限於生產濃硝酸，然後再將濃硝酸配製成稀硝酸來使用，整個過程工序複雜而且費時費力，而且在配製稀硝酸過程中產出的NO氣體沒有得到很好的收集利用。
實用新型內容
[0004]本申請的實用新型目的在於解決目前發煙硝酸利用不充分，利用發煙硝酸生產稀硝酸費時費力且NO氣體沒有得到很好的收集利用的技術問題，而提供一種可以利用發煙硝酸直接配製出濃度在68%以下的稀硝酸，同時收集生成的NO氣體以滿足社會需求的稀硝酸製備系統。
[0005]為了完成本申請的實用新型目的，本申請採樣以下技術方案:
[0006]本實用新型的稀硝酸製備系統，用於將發煙硝酸製備成稀硝酸並收集製備過程中產出的NO氣體，包括發煙硝酸儲槽和上部設有噴頭的反應器，所述反應器下部的進液端與所述發煙硝酸儲槽連通，所述反應器的輸出端分為兩路，一路與NO氣體製備裝置相連，另一路與稀硝酸製備裝置相連，所述NO氣體製備裝置包括與所述反應器頂部連通的冷凝器、用於分析出NO氣體的分離器和NO儲槽，所述分離器的入口與所述冷凝器連接，所述分離器的出氣管通過壓縮機與所述NO儲槽相連，所述分離器的出液管與所述反應器的上部相連，所述稀硝酸製備裝置包括與所述反應器底部連通的硝酸儲槽、循環泵和循環冷卻器，所述循環泵驅動所述硝酸儲槽內的硝酸溶液經過循環冷卻器回流至所述反應器內，所述反應器的回流口位於所述反應器的中上部。
[0007]本實用新型所述發煙硝酸儲槽內的溶液在氮氣空分裝置的作用下進入所述反應器。
[0008]本實用新型所述冷凝器、發煙硝酸儲槽和硝酸儲槽為冷凍鹽水換熱器結構，冷凍鹽水溫度為-10?-14°c。
[0009]本實用新型所述發煙硝酸儲槽內部壓力為0.5-0.6MPa，所述發煙硝酸儲槽內部溫度為0-20°C，所述NO儲罐內部壓力為3-5MPa，所述反應器內部壓力為0-0.3MPa，所述反應器內底部溫度為30-70°C，所述反應器內頂部溫度為10-30°C。
[0010]本實用新型的稀硝酸製備系統與現有技術相比區別在於:本實用新型的稀硝酸製備系統通過可循環工作的稀硝酸製備裝置來使稀硝酸循環進入反應器內反應，一方面可以使反應更完全，另一方面可以通過控制噴入軟水的量直接製取不同濃度的稀硝酸，改變了發煙硝酸生成濃硝酸再配置稀硝酸的傳統路線，方便快捷而且省去了傳統工藝中的周轉場地和周轉時間，也實現了 NO氣體的自動收集，大大提高了能源利用率。
[0011]此外，由於發煙硝酸在高溫下對設備劇烈腐蝕，發煙硝酸儲槽利用氮氣作為動力源，用冷凍鹽水冷卻，保證物料平穩進入反應器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的稀硝酸製備系統的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本實施例的稀硝酸製備系統用於將發煙硝酸製備成稀硝酸並收集製備過程中產出的NO氣體，稀硝酸製備系統包括發煙硝酸儲槽I和上部設有噴頭的反應器2，反應器2下部的進液端與發煙硝酸儲槽I連通，反應器2的輸出端分為兩路，一路與NO氣體製備裝置3相連，另一路與稀硝酸製備裝置4相連，NO氣體製備裝置3包括與反應器2頂部連通的冷凝器31、用於分析出NO氣體的分離器32和NO儲槽33，分離器32的入口與冷凝器31連接，分離器32的出氣管通過壓縮機34與NO儲槽33相連，分離器32的出液管與反應器2的上部相連，稀硝酸製備裝置4包括與反應器2底部連通的硝酸儲槽41、循環泵42和循環冷卻器43，循環泵42驅動硝酸儲槽41內的硝酸溶液經過循環冷卻器43回流至反應器2內，反應器2的回流口位於反應器2的中上部。
[0014]優選的，發煙硝酸儲槽I內的溶液在氮氣空分裝置的作用下進入反應器2，氮氣空分裝置為化工廠通用的分離製備氮氣的裝置，可以為廠房內的其他裝置提供氮氣，氮氣屬於惰性氣體，不會與發煙硝酸反應，保證發煙硝酸的純度。
[0015]優選的，冷凝器31、發煙硝酸儲槽I和硝酸儲槽41為冷凍鹽水換熱器結構，冷凍鹽水溫度為-10?-14°C，這樣可以保證物料平穩流動。
[0016]在工作過程中，該系統會裝設溫度計、壓力計、控制閥，以控制系統的穩定性，同時保證系統安全，優選的，發煙硝酸儲槽I內部壓力控制為0.5-0.6MPa，發煙硝酸儲槽I內部溫度控制為0-20°C，NO儲罐內部壓力控制為3-5MPa，反應器2內部壓力控制為0-0.3MPa，反應器2內底部溫度控制為30-70°C，反應器2內頂部溫度控制為10-30°C。
[0017]上述稀硝酸的製備方法包括以下步驟:
[0018]I)利用氮氣空分裝置將發煙硝酸儲槽I內的溶液壓入反應器2內；
[0019]2)開啟噴頭，向反應器2內噴入軟水，反應器2內部的發煙硝酸溶液與水反應，發煙硝酸化學式為HNO3.NO2,發煙硝酸與水反應生成NO2氣體和稀硝酸，NO2氣體與水反應生成 NO 氣體和稀硝酸:3N02+H20 = 2HN03+N0+Q ；
[0020]3)步驟2)中反應所得的NO氣液混合氣體通過冷凝器31流入分離器32內，經分離器32分離出的NO氣體通過壓縮機送往NO儲槽33，分離出的溶液通過出液管回流至反應器2內繼續反應；
[0021]4)步驟2)中反應所得的稀硝酸從反應器2底部流入硝酸儲槽41，硝酸儲槽41中的稀硝酸通過循環泵42進入循環冷卻器43中進行換熱，換熱後通過回流口回流至反應器2內中上部並進行噴淋,使反應完全。
[0022]5)製備不同濃度的稀硝酸的方法為:在步驟4)的反應中，減少或停止噴淋軟水，硝酸儲槽41中的稀硝酸通過循環泵42進入循環冷卻器43中進行換熱，然後進入反應器2內中，使稀硝酸中的水進一步與步驟2)中的二氧化氮反應生成稀硝酸:2H20+2N204+02 =4HN03，然後流入硝酸儲槽41，使硝酸儲槽41中的稀硝酸的濃度逐步加大，直至獲得生產所需的稀硝酸濃度。其中，噴入軟水的量影響稀硝酸的濃度，因此，稀硝酸的濃度可以通過水量的控制來獲得，不同濃度的稀硝酸可以通過該系統直接製備，方便快捷而且省去了傳統工藝中的周轉場地和周轉時間，也實現了 NO氣體的自動收集，大大提高了能源利用率。
[0023]本實施例中NO氣體的生產量取決於發煙硝酸中的NO2含量，根據反應式3N02+H20=2HN03+N0+Q，得出3摩爾NO2可生產出I摩爾NO。
[0024]以上描述是對本實用新型的解釋，不是對實用新型的限定，本實用新型所限定的範圍參見權利要求，在不違背本實用新型的精神的情況下，本實用新型可以作任何形式的修改。
【權利要求】
1.一種稀硝酸製備系統，用於將發煙硝酸製備成稀硝酸並收集製備過程中產出的NO氣體，其特徵在於:包括發煙硝酸儲槽和上部設有噴頭的反應器，所述反應器下部的進液端與所述發煙硝酸儲槽連通，所述反應器的輸出端分為兩路，一路與NO氣體製備裝置相連，另一路與稀硝酸製備裝置相連，所述NO氣體製備裝置包括與所述反應器頂部連通的冷凝器、用於分析出NO氣體的分離器和NO儲槽，所述分離器的入口與所述冷凝器連接，所述分離器的出氣管通過壓縮機與所述NO儲槽相連，所述分離器的出液管與所述反應器的上部相連，所述稀硝酸製備裝置包括與所述反應器底部連通的硝酸儲槽、循環泵和循環冷卻器，所述循環泵驅動所述硝酸儲槽內的硝酸溶液經過循環冷卻器回流至所述反應器內，所述反應器的回流口位於所述反應器的中上部。
2.根據權利要求1所述的稀硝酸製備系統，其特徵在於:所述發煙硝酸儲槽內的溶液在氮氣空分裝置的作用下進入所述反應器。
3.根據權利要求2所述的稀硝酸製備系統，其特徵在於:所述冷凝器、發煙硝酸儲槽和硝酸儲槽為冷凍鹽水換熱器結構，冷凍鹽水溫度為-10?_14°C。
4.根據權利要求3所述的稀硝酸製備系統，其特徵在於:所述發煙硝酸儲槽內部壓力為0.5-0.6MPa，所述發煙硝酸儲槽內部溫度為0_20°C，所述NO儲罐內部壓力為3_5MPa，所述反應器內部壓力為0-0.3MPa，所述反應器內底部溫度為30-70°C，所述反應器內頂部溫度為 10-30°C。
【文檔編號】C01B21/38GK204151072SQ201420478091
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】孫虎 申請人:安徽淮化股份有限公司