一種尿素法漂白硝酸溶液的裝置及其制備方法
【專利說明】一種尿素法漂白硝酸溶液的裝置及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及硝酸生產(chǎn)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種尿素法漂白硝酸溶液的裝置及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]硝酸是一種強(qiáng)氧化性、強(qiáng)腐蝕性的無機(jī)酸，酸酐為五氧化二氮。硝酸易溶于水，在水中完全電離，常溫下硝酸稀溶液呈無色或淡黃色透明狀，濃溶液顯棕色。硝酸不穩(wěn)定，易見光分解，應(yīng)在棕色瓶中于陰暗處避光保存，嚴(yán)禁與還原劑接觸。硝酸在工業(yè)上主要以氨氧化法生產(chǎn)，用以制造化肥、炸藥、硝酸鹽等，在有機(jī)化學(xué)中，濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑。
[0005]目前硝酸應(yīng)用在各行各業(yè)，但不同行業(yè)對硝酸濃度要求不一，如:中和法生產(chǎn)硝酸銨需要濃度為37-43%的硝酸作為原料，而加壓法生產(chǎn)硝酸銨需要濃度為60%的硝酸作為原料；IT行業(yè)需要濃度為68%的硝酸，鋼鐵清洗業(yè)多需求濃度為30-40%的硝酸。
[0006]但雙加壓稀硝酸生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的硝酸濃度為60%，而間硝裝置生產(chǎn)的硝酸濃度為98%，生產(chǎn)濃硝酸的間硝裝置副產(chǎn)品稀硝酸，其濃度為3-5%。上述裝置生產(chǎn)硝酸的濃度不一定能滿足客戶需求，客戶仍需自行配制不同濃度的硝酸水溶液，但在配制硝酸水溶液過程中，濃硝酸和稀硝酸混合會產(chǎn)生熱量，而會造成了少量硝酸分解，其反應(yīng)式為4ΗΝ03==2Η20+4N02 +O2,從而使稀硝酸溶液變?yōu)榧t綜色，即使無色稀硝酸在運(yùn)輸過程中也微量分解NO2,污染環(huán)境。
[0007]常規(guī)稀硝酸漂白往往利用空氣或蒸汽，即“冷漂”或“熱漂”，但這兩種技術(shù)都有缺陷，往往耗費大量電能或熱能，同時花費大量時間；且不能解決稀硝酸在配制和儲運(yùn)過程中產(chǎn)生的NO2。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種尿素法漂白硝酸溶液的裝置及其制備方法，解決了稀硝酸在配制和儲運(yùn)過程中產(chǎn)生的NO2。
[0010]本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種尿素法漂白硝酸溶液的裝置，包含配酸槽和尿素貯罐，所述配酸槽通過連通導(dǎo)管與尿素貯罐連接；所述配酸槽的頂端通過二氧化氮管與噴射器的入口端連接，所述噴射器的另一入口端與尿素貯罐連接，所述噴射器的出口端通過尿素管與水平設(shè)于配酸槽內(nèi)部的液體分布器連接；所述尿素貯罐的出口通過循環(huán)輸送栗分別與尿素管、噴射器連接。
[0011 ] 進(jìn)一步方案，所述配酸槽內(nèi)設(shè)有第一冷卻管，所述尿素貯罐內(nèi)設(shè)有第二冷卻管。
[0012]所述配酸槽的頂端分別連接有濃酸管和稀酸管。
[0013]所述液體分布器位于配酸槽中間離其底部20cm處。
[0014]本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述一種尿素法漂白硝酸溶液的制備方法，包括以下步驟:
(1)開啟循環(huán)輸送栗，將尿素貯罐內(nèi)的尿素溶液經(jīng)噴射器進(jìn)行循環(huán)，從而將尿素貯罐及與尿素貯罐連通的配酸槽內(nèi)部均抽成微負(fù)壓；
(2)關(guān)閉循環(huán)輸送栗，向配酸槽內(nèi)同時通入稀硝酸和濃硝酸，配成所需濃度的硝酸；
(3)配酸槽內(nèi)產(chǎn)生的NO2從其頂端出口逸出，并通過二氧化氮管導(dǎo)入噴射器中與進(jìn)入噴射器中的尿素溶液進(jìn)行混合；
(4)噴射器出口端通過尿素管向配酸槽入加入尿素溶液。
[0015]進(jìn)一步方案，所述步驟(I)中的尿素貯罐和配酸槽內(nèi)的微負(fù)壓為-5?-10Pa。
[0016]進(jìn)一步方案，所述步驟(4)中，分析配酸槽內(nèi)NO2含量，尿素溶液的加入量為尿素與NO2的摩爾比為5:6?6:6。
[0017]進(jìn)一步方案，所述尿素溶液的濃度為32.5%的水溶液。
[0018]根據(jù)尿素在強(qiáng)酸溶液中呈現(xiàn)弱堿性，且其堿性極弱，從而使尿素與硝酸中NO2作用迅速生成水、氮氣和二氧化碳，4C0(NH2)2+6N02=4C02+7N2+8H20。二氧化碳再與水反應(yīng)生成硝酸。
[0019]在尿素添加前，首先分析稀硝酸中NO2含量，根據(jù)反應(yīng)式中尿素與NO2摩爾比4:6，實際添加中優(yōu)選指標(biāo)為尿素與NO2摩爾比5:6 — 6:6。其次將配好的尿素溶液(32.5%)均勻加入稀硝酸中。以上措施保障尿素相對NO2過量，能保證稀硝酸在儲存和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的二氧化氮能快速被尿素反應(yīng)完全，保證稀硝酸溶液長時間無色，防止污染環(huán)境。
[0020]首先稀酸與濃酸在配酸槽中進(jìn)行混配時分解產(chǎn)生了二氧化氮，開啟循環(huán)輸送栗后，尿素溶液通過噴射器進(jìn)行循環(huán)，從而將配酸槽和尿素貯罐內(nèi)均抽成微負(fù)壓。配酸槽在配酸過程中產(chǎn)生的NO2大部分從其頂端出口逸出，經(jīng)二氧化氮管進(jìn)入噴射器中；同時尿素貯罐內(nèi)尿素溶液進(jìn)入噴射器中與二氧化氮進(jìn)行迅速反應(yīng)。
[0021]另外，尿素溶液經(jīng)噴射器出口端經(jīng)尿素管、液體分布器直接加入配酸槽是的硝酸溶液中，并保障尿素相對于NO2過量，使硝酸溶液中二氧化氮能快速被尿素反應(yīng)完全，保證硝酸溶液長時間無色，防止污染環(huán)境。
[0022]本發(fā)明使配酸槽內(nèi)保持微負(fù)壓，從而避免了二氧化氮溢出而污染空氣。向配酸槽內(nèi)通入的尿素的量是根據(jù)配酸槽中產(chǎn)生的二氧化氮的量來控制的，通過液體分布器均勻加入酸槽，保證硝酸溶液無色。
[0023]本發(fā)明所耗費的尿素的量極少，同時反應(yīng)迅速，改變了常規(guī)硝酸配制方法既費時又成本高的弊端。
[0024]本發(fā)明可通過控制添加尿素的量使硝酸溶液無色，并保持長效，自然條件下保證硝酸溶液在常規(guī)槽罐內(nèi)數(shù)月無色。
[0025]本發(fā)明中配酸槽和尿素貯罐內(nèi)均設(shè)有冷卻管，減少硝酸分解的量，從而達(dá)到減少尿素溶液的加入量，降低成本。
[0026]
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1_配酸槽，2-第一冷卻管，3-液體分布器，4-第二冷卻管，5-循環(huán)輸送栗，6-尿素貯罐，7-噴射器，8-濃酸管，9-稀酸管，10- 二氧化氮管，11-連通導(dǎo)管，12-尿素管。
[0029]
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
實施例一:
如圖1所示，一種尿素法漂白硝酸溶液的裝置，包含配酸槽I和尿素貯罐6，所述配酸槽I通過連通導(dǎo)管11與尿素貯罐6連接；所述配酸槽I的頂端通過二氧化氮管10與噴射器7的入口端連接，所述噴射器7的另一入口端與尿素貯罐6連接，所述噴射器7的出口端通過尿素管12與水平設(shè)于配酸槽I內(nèi)部的液體分布器3連接；所述尿素貯罐6的出口通過循環(huán)輸送栗5分別與尿素管12、噴射器7連接。
[0031]進(jìn)一步，所述配酸槽I內(nèi)設(shè)有第一冷卻管2，所述尿素貯罐6內(nèi)設(shè)有第二冷卻管4。
[0032]所述配酸槽I的頂端分別連接有濃酸管8和稀酸管9。