一种尿素法漂白硝酸溶液的装置及其制备方法
【专利说明】一种尿素法漂白硝酸溶液的装置及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及硝酸生产制备技术领域，具体涉及一种尿素法漂白硝酸溶液的装置及其制备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]硝酸是一种强氧化性、强腐蚀性的无机酸，酸酐为五氧化二氮。硝酸易溶于水，在水中完全电离，常温下硝酸稀溶液呈无色或淡黄色透明状，浓溶液显棕色。硝酸不稳定，易见光分解，应在棕色瓶中于阴暗处避光保存，严禁与还原剂接触。硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造化肥、炸药、硝酸盐等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。
[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4ΗΝ03==2Η20+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]本发明提供一种尿素法漂白硝酸溶液的装置及其制备方法，解决了稀硝酸在配制和储运过程中产生的NO2。
[0010]本发明采用了以下的技术方案:
一种尿素法漂白硝酸溶液的装置，包含配酸槽和尿素贮罐，所述配酸槽通过连通导管与尿素贮罐连接；所述配酸槽的顶端通过二氧化氮管与喷射器的入口端连接，所述喷射器的另一入口端与尿素贮罐连接，所述喷射器的出口端通过尿素管与水平设于配酸槽内部的液体分布器连接；所述尿素贮罐的出口通过循环输送栗分别与尿素管、喷射器连接。
[0011 ] 进一步方案，所述配酸槽内设有第一冷却管，所述尿素贮罐内设有第二冷却管。
[0012]所述配酸槽的顶端分别连接有浓酸管和稀酸管。
[0013]所述液体分布器位于配酸槽中间离其底部20cm处。
[0014]本发明的另一个发明目的是提供上述一种尿素法漂白硝酸溶液的制备方法，包括以下步骤:
(1)开启循环输送栗，将尿素贮罐内的尿素溶液经喷射器进行循环，从而将尿素贮罐及与尿素贮罐连通的配酸槽内部均抽成微负压；
(2)关闭循环输送栗，向配酸槽内同时通入稀硝酸和浓硝酸，配成所需浓度的硝酸；
(3)配酸槽内产生的NO2从其顶端出口逸出，并通过二氧化氮管导入喷射器中与进入喷射器中的尿素溶液进行混合；
(4)喷射器出口端通过尿素管向配酸槽入加入尿素溶液。
[0015]进一步方案，所述步骤(I)中的尿素贮罐和配酸槽内的微负压为-5?-10Pa。
[0016]进一步方案，所述步骤(4)中，分析配酸槽内NO2含量，尿素溶液的加入量为尿素与NO2的摩尔比为5:6?6:6。
[0017]进一步方案，所述尿素溶液的浓度为32.5%的水溶液。
[0018]根据尿素在强酸溶液中呈现弱碱性，且其碱性极弱，从而使尿素与硝酸中NO2作用迅速生成水、氮气和二氧化碳，4C0(NH2)2+6N02=4C02+7N2+8H20。二氧化碳再与水反应生成硝酸。
[0019]在尿素添加前，首先分析稀硝酸中NO2含量，根据反应式中尿素与NO2摩尔比4:6，实际添加中优选指标为尿素与NO2摩尔比5:6 — 6:6。其次将配好的尿素溶液(32.5%)均匀加入稀硝酸中。以上措施保障尿素相对NO2过量，能保证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，保证稀硝酸溶液长时间无色，防止污染环境。
[0020]首先稀酸与浓酸在配酸槽中进行混配时分解产生了二氧化氮，开启循环输送栗后，尿素溶液通过喷射器进行循环，从而将配酸槽和尿素贮罐内均抽成微负压。配酸槽在配酸过程中产生的NO2大部分从其顶端出口逸出，经二氧化氮管进入喷射器中；同时尿素贮罐内尿素溶液进入喷射器中与二氧化氮进行迅速反应。
[0021]另外，尿素溶液经喷射器出口端经尿素管、液体分布器直接加入配酸槽是的硝酸溶液中，并保障尿素相对于NO2过量，使硝酸溶液中二氧化氮能快速被尿素反应完全，保证硝酸溶液长时间无色，防止污染环境。
[0022]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。向配酸槽内通入的尿素的量是根据配酸槽中产生的二氧化氮的量来控制的，通过液体分布器均匀加入酸槽，保证硝酸溶液无色。
[0023]本发明所耗费的尿素的量极少，同时反应迅速，改变了常规硝酸配制方法既费时又成本高的弊端。
[0024]本发明可通过控制添加尿素的量使硝酸溶液无色，并保持长效，自然条件下保证硝酸溶液在常规槽罐内数月无色。
[0025]本发明中配酸槽和尿素贮罐内均设有冷却管，减少硝酸分解的量，从而达到减少尿素溶液的加入量，降低成本。
[0026]
【附图说明】
[0027]图1为本发明的结构示意图。
[0028]图中:1_配酸槽，2-第一冷却管，3-液体分布器，4-第二冷却管，5-循环输送栗，6-尿素贮罐，7-喷射器，8-浓酸管，9-稀酸管，10- 二氧化氮管，11-连通导管，12-尿素管。
[0029]
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图作进一步详细说明:
实施例一:
如图1所示，一种尿素法漂白硝酸溶液的装置，包含配酸槽I和尿素贮罐6，所述配酸槽I通过连通导管11与尿素贮罐6连接；所述配酸槽I的顶端通过二氧化氮管10与喷射器7的入口端连接，所述喷射器7的另一入口端与尿素贮罐6连接，所述喷射器7的出口端通过尿素管12与水平设于配酸槽I内部的液体分布器3连接；所述尿素贮罐6的出口通过循环输送栗5分别与尿素管12、喷射器7连接。
[0031]进一步，所述配酸槽I内设有第一冷却管2，所述尿素贮罐6内设有第二冷却管4。
[0032]所述配酸槽I的顶端分别连接有浓酸管8和稀酸管9。