两钠转化生产硝酸钠的装置和工艺的制作方法

本发明涉及一种两钠转化生产硝酸钠的装置和工艺，属于硝酸钠生产领域。

背景技术：

在现代工业生产中一般采用稀硝酸和亚硝酸钠母液转化(也叫硝化)法生产硝酸钠。主要过程是：氨氧化产生的氮氧化物经废热锅炉吸收热量后直接进入碱吸收塔，制取原料液得到硝酸钠和亚硝酸钠混合溶液，经过蒸发、结晶和分离等过程制得亚硝酸钠；亚钠母液经过转化过程将亚硝酸钠转化为硝酸钠。亚硝酸钠母液转化的反应式为：

3nano2+2hno3＝3nano3+2no+h2o

将母液中亚硝酸钠加硝酸氧化生产硝酸钠的过程称为转化，亚硝酸钠母液转化是生产硝酸钠的主要工序。传统转化装置由于加入了稀硝酸带入了大量的水造成转化液浓度偏低，由于稀硝酸需要硝酸装置通过酸吸收塔来实现，造成设备投资大、能耗高。碱吸收由于氧化度不好控制造成no氧化率偏高，影响中和液比例，最终影响产品比例。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺点提供一种两钠转化生产硝酸钠的装置，减少设备投入，节约运行成本。

本发明同时还提供了一种两钠转化生产硝酸钠的工艺，降低了尾气中的no氧化率，提高了中和液的比例和硝酸钠产率。

所述的两钠转化生产硝酸钠的装置，包括转化塔、转化器和吸收塔，还包括氨氧化装置，所述氨氧化装置直接与转化塔相连，转化塔顶端与吸收塔相连，转化塔底端与转化器相连，转化塔上部与亚钠母液输入管相连。

所述氨氧化装置与转化塔之间设有冷却装置。

所述吸收塔包括碱吸收塔和碱吸收尾气处理塔，所述碱吸收塔设有两个及以上，转化器的尾气出口直接与碱吸收尾气处理塔相连。

所述的转化塔和吸收塔之间设有吸收分离器，吸收分离器顶端和碱吸收塔相连，底端与转化塔的分离液入口相连。

所述的转化塔分为上部预转化段、中部转化吸收段以及下部贮液段，亚钠母液输入管的入口位于上部预转化段，下部贮液段上与中部转化吸收段相邻位置设有气体入口，分离液入口位于下部贮液段。

所述的转化塔与转化器之间设有转化连续移液泵。

所述的两钠转化生产硝酸钠的工艺，包括以下步骤：

亚钠母液输入管中的亚钠母液连续送入转化塔上部的预转化段，由分布器喷淋而下，氨氧化装置产生的nox气体经调节阀调节由气体入口吹入转化塔中，亚钠母液和nox气体逆流接触反应，转化液由转化液出口流出并打入转化器；尾气由转化塔顶部排出进入吸收塔吸收处理。

所述的氨氧化装置产生的nox气体在吹入转化塔之前先经过冷却装置冷却。

所述的转化液在转化器中调节酸碱度至酸度为1.0-2.5g/l。

转化塔顶部排出的尾气首先进入吸收分离器，经吸收分离后硝酸液滴返回转化塔，尾气则进入碱吸收塔，并同时向碱吸收塔内通入来自两钠氨氧化装置的nox气体。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

现有的硝钠生产工艺中，亚硝酸钠用硝酸进行转化，稀硝酸需要通过氨氧化和酸吸收两道工序进行生产。本发明采用来自氨氧化的高浓度nox气体，经过迅速冷却降温生成大量的no2气体，送入转化塔内进行转化，替代稀硝酸。

本发明转化塔内ph值可以通过nox气体温度进行控制，亚钠母液连续加料，塔内液位通过转化移液泵连续的移料控制，本发明实现了硝钠连续化生产，有利于自动化控制，扩大生产能力。

来自氨氧化的高浓度nox气体经上部预转化段洗涤后，再进入吸收分离器进一步分离，除去尾气中夹带的硝酸钠，解决了尾气带液影响后序碱吸收效果的问题，分离后的尾气送往碱吸收工序的碱吸收塔继续吸收利用。

本发明由于自转化塔出来的尾气经过转化反应后，生成大量的no气体消耗了大量的氧气，使得尾气中的no氧化率极低(由传统的30％降低至5％)。通过把尾气通入碱吸收塔内和来自两钠氨氧化装置的nox气体混合，间接降低了整个混合气体的氧化率(由传统的20％降低至12％)，提高了中和液的比例(由传统的15:1提高到18:1)。本发明中转化塔内ph值由高浓度氧化氮气体装置(氨氧化装置)通过调节nox气体温度控制nox氧化度来进行控制。本发明大大提高了产品转化率，使其由传统的70％增加至接近100％。

附图说明

图1是本发明两钠转化生产硝酸钠的装置结构示意图；

其中，1、氨氧化装置；2、冷却装置；3、吸收分离器；4、转化塔；5、碱吸收尾气处理塔；6、碱吸收塔；7、分离液入口；8、气体入口；9、转化液出口；10、转化连续移液泵；11、转化器；11-1、空气入口；11-2、硝酸入口；11-3、碱液入口；11-4、尾气出口；12、亚钠母液输入管；13、调节阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

所述的两钠转化生产硝酸钠的装置，包括转化塔4、转化器11和吸收塔，还包括氨氧化装置1，所述氨氧化装置1直接与转化塔4相连，转化塔4顶端与吸收塔相连，转化塔4底端与转化器11相连，转化塔4上部与亚钠母液输入管12相连。

实施例2

所述的两钠转化生产硝酸钠的装置，包括转化塔4、转化器11和吸收塔，还包括氨氧化装置1，所述氨氧化装置1直接与转化塔4相连，转化塔4顶端与吸收塔相连，转化塔4底端与转化器11相连，转化塔4上部与亚钠母液输入管12相连。所述氨氧化装置1与转化塔4之间设有冷却装置2。所述吸收塔包括碱吸收塔6和碱吸收尾气处理塔5，所述碱吸收塔6设有两个及以上，转化器11的尾气出口11-4直接与碱吸收尾气处理塔5相连。所述的转化塔4和吸收塔之间设有吸收分离器3，吸收分离器3顶端和碱吸收塔6相连，底端与转化塔4的分离液入口7相连。所述的转化塔4分为上部预转化段、中部转化吸收段以及下部贮液段，亚钠母液输入管12的入口位于上部预转化段，下部贮液段上与中部转化吸收段相邻位置设有气体入口8，分离液入口7位于下部贮液段。所述的转化塔4与转化器11之间设有转化连续移液泵10。

实施例3

所述的两钠转化生产硝酸钠的工艺，包括以下步骤：

亚钠母液输入管12中的亚钠母液连续送入转化塔4上部的预转化段，由分布器喷淋而下，氨氧化装置1产生的nox气体经过冷却装置2冷却后经调节阀13调节由气体入口8吹入转化塔4中，亚钠母液和nox气体逆流接触反应，转化液由转化液出口9流出并打入转化器11，转化液在转化器11中调节酸碱度至酸度为1.0-2.5g/l；转化塔4顶部排出的尾气首先进入吸收分离器3，经吸收分离后硝酸液滴返回转化塔4，尾气则进入碱吸收塔6，并同时向碱吸收塔6内通入来自两钠氨氧化装置的nox气体。

nox气体温度越低，no2生成比例越高，本发明中氨氧化装置1产生的nox气体通过降低温度，控制no2比例在80％以上，将此气体吹入转化塔4中代替稀硝酸，亚钠母液和nox气体逆流接触反应，亚钠母液连续加料，塔内液位通过转化连续移液泵10连续的移料控制，实现了硝钠连续化生产，有利于自动化控制，扩大生产能力。

转化器11上设有空气入口11-1、硝酸入口11-2以及碱液入口11-3，可用于调节转化液酸碱度，转入转化器11的转化液调节酸碱度至酸度为1.0-2.5g/l即为合格液。

nox气体与亚钠母液和循环液在填料表面进行转化反应：

3no2+h2o＝＝2hno3+no

3nano2+2hno3＝＝3nano3+h2o+2no↑

2no+o2＝＝2no2

以上三个反应在转化塔内交替和同时进行，将亚钠转化成硝钠。

总的反应方程式

nano2+no2＝＝nano3+no↑

本发明由于自转化塔出来的尾气经过转化反应后，生成大量的no气体消耗了大量的氧气，使得尾气中的no氧化率极低(由传统的30％降低至5％)。通过把尾气通入碱吸收塔内和来自两钠氨氧化装置的nox气体混合，间接降低了整个混合气体的氧化率(由传统的20％降低至12％)，提高了中和液的比例(由传统的15:1提高到18:1)。本发明中转化塔内ph值由高浓度氧化氮气体装置(氨氧化装置)通过调节nox气体温度控制nox氧化度来进行控制。本发明大大提高了产品转化率，使其由传统的70％增加至接近100％。