硝酸兩步法漂白工藝及其裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】 硝酸兩步法漂白工藝及其裝置
[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，具體涉及一種硝酸兩步法漂白工藝及其裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]硝酸是最重要的化工產(chǎn)品之一，硝酸在工業(yè)上主要以氨氧化法生產(chǎn)，用以制造化月巴、炸藥、硝酸鹽等。純凈的硝酸是無(wú)色透明液體，工業(yè)品硝酸溶液因溶有二氧化氮而呈棕色。
[0005]目前硝酸應(yīng)用在各行各業(yè)，但不同行業(yè)對(duì)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(guò)程中，濃硝酸和稀硝酸混合會(huì)產(chǎn)生熱量，而會(huì)造成了少量硝酸分解，其反應(yīng)式為4HN03==2H20+4N02 +O2，從而使稀硝酸溶液變?yōu)榧t綜色，即使無(wú)色稀硝酸在運(yùn)輸過(guò)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(fèi)大量電能或熱能，同時(shí)花費(fèi)大量時(shí)間；且不能解決稀硝酸在配制和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的NO2。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)新性地提出一種硝酸兩步法漂白工藝及其裝置，具體是一種首先利用雙氧水快速漂白硝酸，其次利用尿素溶液二次漂白，并使硝酸保持長(zhǎng)效無(wú)色的工藝。
[0010]本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種硝酸兩步法漂白工藝，包括以下步驟:
(1)將配制硝酸的配酸槽內(nèi)抽成微負(fù)壓；
(2)向配酸槽內(nèi)的硝酸溶液中通入雙氧水并攪拌均勻，使雙氧水與配酸槽內(nèi)的N02摩爾比大于1:2 ;
(3)在配酸槽出口端回收多余的NO2;
(4)向配酸槽中均勻地加入尿素溶液，所述尿素溶液中尿素質(zhì)量占配酸槽中硝酸總質(zhì)量的萬(wàn)分之一。
[0011]進(jìn)一步方案，所述步驟(I)中的微負(fù)壓為-5?-10Pa。
[0012]進(jìn)一步方案，所述步驟(2)中雙氧水與配酸槽內(nèi)的N02摩爾比為1.2?1.5:2。
[0013]進(jìn)一步方案，所述步驟(2)中雙氧水通過(guò)氣體分布器均勻地進(jìn)入硝酸溶液中。
[0014]進(jìn)一步方案，所述步驟(4)述尿素溶液的濃度為32.5%的水溶液。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供實(shí)現(xiàn)上述硝酸兩步法漂白工藝的裝置，包括配酸槽，所述配酸槽的頂端出口與負(fù)壓泵連接，配酸槽的入口端分別與雙氧水貯罐和尿素溶液貯罐的出口端連接，所述配酸槽內(nèi)部水平設(shè)置有氣體分布器，所述雙氧水貯罐內(nèi)的雙氧水和尿素溶液貯罐內(nèi)的尿素溶液均通過(guò)所述氣體分布器進(jìn)入配酸槽內(nèi)的硝酸酸溶液中。
[0016]進(jìn)一步方案，所述雙氧水貯罐和尿素溶液貯罐的頂端入口端均與壓縮空氣管連接，雙氧水貯罐的雙氧水和尿素溶液貯罐內(nèi)的尿素溶液均由壓縮空氣管中的壓縮空氣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0017]進(jìn)一步方案，所述氣體分布器位于配酸槽中間離其底部20cm處。
[0018]進(jìn)一步方案，所述雙氧水貯罐和尿素溶液貯罐的入口端、出口端均設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
[0019]本發(fā)明通過(guò)兩步法對(duì)硝酸進(jìn)行漂白:
第一步雙氧水漂白:由于雙氧水可與NO2反應(yīng)2N02+H202=2HN03，從而雙氧水將硝酸溶液分解所產(chǎn)生的二氧化氮進(jìn)行氧化成硝酸，也即將帶有顏色的硝酸溶液漂白了。另外由于雙氧水為過(guò)氧化物，其性質(zhì)不穩(wěn)定，易造成少量雙氧水分解而產(chǎn)生氧氣，即2氏02=2!120+02;同時(shí)由于硝酸和二氧化氮結(jié)合力弱，所以生成的氧氣有助于硝酸中二氧化氮從硝酸溶液中逸出，其逸出的氧氣和二氧化氮被負(fù)壓泵抽走進(jìn)行回收利用。
[0020]第二步尿素漂白:由于尿素在強(qiáng)酸溶液中呈現(xiàn)極弱的堿性，從而使尿素與硝酸中勵(lì)2作用迅速生成水、氮?dú)夂投?，其反?yīng)式為4C0(NH 2)2+6N02=4C02+7N2+8H20。
[0021]由于第一步中硝酸中NO2基本被反應(yīng)或溢出，少量的或是在貯存運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中產(chǎn)生的微量可微量N02與加入的濃度為32.5%的尿素溶液進(jìn)行反應(yīng)，從而保證稀硝酸溶液長(zhǎng)時(shí)間色，并防止其污染環(huán)境。
[0022]即稀酸與濃酸在配酸槽中進(jìn)行混配時(shí)而分解產(chǎn)生了二氧化氮，本發(fā)明用壓縮空氣使雙氧水通過(guò)分布器均勻加入配酸槽中的硝酸溶液中與二氧化氮反應(yīng)而生成硝酸與氧氣，從而達(dá)到了漂白硝酸的目的；同時(shí)產(chǎn)生的氧氣促使硝酸溶液中多余的二氧化氮逸出，被負(fù)壓泵抽走；然后將配好的尿素溶液(32.5%)均勻加入配酸槽中與少量或后產(chǎn)生的二氧化氮進(jìn)行反應(yīng)在，從而保障稀硝酸在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化氮能快速被尿素反應(yīng)完全，以此來(lái)快速控制配酸槽中的二氧化氮含量，解決了二氧化氮含量超標(biāo)的問(wèn)題，并保證稀硝酸溶液長(zhǎng)時(shí)間無(wú)色，防止污染環(huán)境。
[0023]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)通入的雙氧水的量是根據(jù)配酸槽中產(chǎn)生的二氧化氮的量來(lái)控制的，一般是先分析配酸槽中二氧化氮的含量，然后依據(jù)H2O2 = NO2摩爾比大于1:2，優(yōu)選摩爾比為1.2?1.5:2，利用壓縮空氣為動(dòng)力，使雙氧水通過(guò)分布器均勻加入酸槽，保證硝酸溶液無(wú)色。
[0024]本發(fā)明開(kāi)創(chuàng)性的采用雙氧水和尿素依次漂白硝酸，所耗費(fèi)的雙氧水和尿素的量極少，同時(shí)反應(yīng)迅速，改變了常規(guī)硝酸漂白方法既費(fèi)時(shí)又成本高的弊端。
[0025]
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1_配酸槽，2-氣體分布器，3-負(fù)壓泵，4-雙氧水貯罐，5-尿