硝酸两步法漂白工艺及其装置的制造方法
【专利说明】 硝酸两步法漂白工艺及其装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及硝酸生产制备技术领域，具体涉及一种硝酸两步法漂白工艺及其装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]硝酸是最重要的化工产品之一，硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造化月巴、炸药、硝酸盐等。纯净的硝酸是无色透明液体，工业品硝酸溶液因溶有二氧化氮而呈棕色。
[0005]目前硝酸应用在各行各业，但不同行业对硝酸浓度要求不一，如:中和法生产硝酸铵需要浓度为37-43%的硝酸作为原料，而加压法生产硝酸铵需要浓度为60%的硝酸作为原料；IT行业需要浓度为68%的硝酸，钢铁清洗业多需求浓度为30-40%的硝酸。
[0006]但双加压稀硝酸生产装置生产的硝酸浓度为60%，而间硝装置生产的硝酸浓度为98%，生产浓硝酸的间硝装置副产品稀硝酸，其浓度为3-5%。上述装置生产硝酸的浓度不一定能满足客户需求，客户仍需自行配制不同浓度的硝酸水溶液，但在配制硝酸水溶液过程中，浓硝酸和稀硝酸混合会产生热量，而会造成了少量硝酸分解，其反应式为4HN03==2H20+4N02 +O2，从而使稀硝酸溶液变为红综色，即使无色稀硝酸在运输过程中也微量分解NO2，污染环境。
[0007]常规稀硝酸漂白往往利用空气或蒸汽，即“冷漂”或“热漂”，但这两种技术都有缺陷，往往耗费大量电能或热能，同时花费大量时间；且不能解决稀硝酸在配制和储运过程中产生的NO2。
[0008]
【发明内容】
[0009]为了解决上述技术问题，本发明创新性地提出一种硝酸两步法漂白工艺及其装置，具体是一种首先利用双氧水快速漂白硝酸，其次利用尿素溶液二次漂白，并使硝酸保持长效无色的工艺。
[0010]本发明采用了以下的技术方案:
一种硝酸两步法漂白工艺，包括以下步骤:
(1)将配制硝酸的配酸槽内抽成微负压；
(2)向配酸槽内的硝酸溶液中通入双氧水并搅拌均匀，使双氧水与配酸槽内的N02摩尔比大于1:2 ;
(3)在配酸槽出口端回收多余的NO2;
(4)向配酸槽中均匀地加入尿素溶液，所述尿素溶液中尿素质量占配酸槽中硝酸总质量的万分之一。
[0011]进一步方案，所述步骤(I)中的微负压为-5?-10Pa。
[0012]进一步方案，所述步骤(2)中双氧水与配酸槽内的N02摩尔比为1.2?1.5:2。
[0013]进一步方案，所述步骤(2)中双氧水通过气体分布器均匀地进入硝酸溶液中。
[0014]进一步方案，所述步骤(4)述尿素溶液的浓度为32.5%的水溶液。
[0015]本发明的另一个发明目的是提供实现上述硝酸两步法漂白工艺的装置，包括配酸槽，所述配酸槽的顶端出口与负压泵连接，配酸槽的入口端分别与双氧水贮罐和尿素溶液贮罐的出口端连接，所述配酸槽内部水平设置有气体分布器，所述双氧水贮罐内的双氧水和尿素溶液贮罐内的尿素溶液均通过所述气体分布器进入配酸槽内的硝酸酸溶液中。
[0016]进一步方案，所述双氧水贮罐和尿素溶液贮罐的顶端入口端均与压缩空气管连接，双氧水贮罐的双氧水和尿素溶液贮罐内的尿素溶液均由压缩空气管中的压缩空气进行驱动。
[0017]进一步方案，所述气体分布器位于配酸槽中间离其底部20cm处。
[0018]进一步方案，所述双氧水贮罐和尿素溶液贮罐的入口端、出口端均设有调节阀。
[0019]本发明通过两步法对硝酸进行漂白:
第一步双氧水漂白:由于双氧水可与NO2反应2N02+H202=2HN03，从而双氧水将硝酸溶液分解所产生的二氧化氮进行氧化成硝酸，也即将带有颜色的硝酸溶液漂白了。另外由于双氧水为过氧化物，其性质不稳定，易造成少量双氧水分解而产生氧气，即2氏02=2!120+02;同时由于硝酸和二氧化氮结合力弱，所以生成的氧气有助于硝酸中二氧化氮从硝酸溶液中逸出，其逸出的氧气和二氧化氮被负压泵抽走进行回收利用。
[0020]第二步尿素漂白:由于尿素在强酸溶液中呈现极弱的碱性，从而使尿素与硝酸中勵2作用迅速生成水、氮气和二氮化炭，其反应式为4C0(NH 2)2+6N02=4C02+7N2+8H20。
[0021]由于第一步中硝酸中NO2基本被反应或溢出，少量的或是在贮存运输等过程中产生的微量可微量N02与加入的浓度为32.5%的尿素溶液进行反应，从而保证稀硝酸溶液长时间色，并防止其污染环境。
[0022]即稀酸与浓酸在配酸槽中进行混配时而分解产生了二氧化氮，本发明用压缩空气使双氧水通过分布器均匀加入配酸槽中的硝酸溶液中与二氧化氮反应而生成硝酸与氧气，从而达到了漂白硝酸的目的；同时产生的氧气促使硝酸溶液中多余的二氧化氮逸出，被负压泵抽走；然后将配好的尿素溶液(32.5%)均匀加入配酸槽中与少量或后产生的二氧化氮进行反应在，从而保障稀硝酸在储存和运输过程中产生的二氧化氮能快速被尿素反应完全，以此来快速控制配酸槽中的二氧化氮含量，解决了二氧化氮含量超标的问题，并保证稀硝酸溶液长时间无色，防止污染环境。
[0023]本发明使配酸槽内保持微负压，从而避免了二氧化氮溢出而污染空气。向配酸槽内通入的双氧水的量是根据配酸槽中产生的二氧化氮的量来控制的，一般是先分析配酸槽中二氧化氮的含量，然后依据H2O2 = NO2摩尔比大于1:2，优选摩尔比为1.2?1.5:2，利用压缩空气为动力，使双氧水通过分布器均匀加入酸槽，保证硝酸溶液无色。
[0024]本发明开创性的采用双氧水和尿素依次漂白硝酸，所耗费的双氧水和尿素的量极少，同时反应迅速，改变了常规硝酸漂白方法既费时又成本高的弊端。
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【附图说明】
[0026]图1为本发明装置的结构示意图。
[0027]图中:1_配酸槽，2-气体分布器，3-负压泵，4-双氧水贮罐，5-尿