專利名稱:用濃氧化氮制造硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法
本發(fā)明與硝酸鹽和亞硝酸鹽的制造方法有關(guān)，具體地說，與用濃氧化氮?dú)怏w制造硝酸鹽或亞硝酸鹽的方法有關(guān)。
公知用氧化氮?dú)怏w制造硝酸鹽或亞硝酸鹽的方法，是用堿的水溶液吸收經(jīng)過硝酸吸收塔之后的尾氣，其中氧化氮的含量低于3%，一氧化氮在硝酸吸收之前和過程中氧化，吸收所用的設(shè)備通常是填料塔。吸收后得到的中和液經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶、分離等后處理制得成品，該方法的缺點(diǎn)在于硝酸鹽和亞硝酸鹽的生產(chǎn)強(qiáng)度低，吸收率低，系統(tǒng)阻力大，設(shè)備占地面積大、投資高、施工期長(zhǎng)。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種生產(chǎn)強(qiáng)度高，吸收率高，系統(tǒng)阻力小，投資省、易施工的硝酸鹽和亞硝酸鹽的生產(chǎn)方法。
為完成上述任務(wù)，本發(fā)明特征是所用的氧化氮?dú)怏w是含量高于3%(以體積計(jì))的濃氧化氮?dú)怏w;為了保證堿液吸收的效率以及控制中和液中硝酸鹽、亞硝酸鹽的比例，氣體中的一氧化氮在進(jìn)入吸收設(shè)備之前要進(jìn)行限量氧化;還選用了高效的傳質(zhì)設(shè)備旋流板塔作為吸收設(shè)備。
本發(fā)明的方法是將由氨經(jīng)過催化氧化制得的正常情況下含量為6%至12%的濃氧化氮?dú)怏w，經(jīng)過氧化設(shè)備(如氧化罐)，或經(jīng)過氣體冷卻器后的管道用在不同節(jié)點(diǎn)取氣的主、付線調(diào)節(jié)的方法進(jìn)一步限量氧化，使其中一氧化氮氧化度控制在40%至60%，然后進(jìn)入兩個(gè)串聯(lián)使用的旋流板塔用堿液進(jìn)行吸收。為了解決濃氧化氣體與吸收液的分離問題，在旋流板塔下部設(shè)置自動(dòng)溢流液封、防渦流段以及噴旋防沉積裝置。常用的堿是碳酸鈉。吸收反應(yīng)式為
堿液是在溶堿槽中用水溶解固體堿制得的溶液，可根據(jù)需要補(bǔ)充到堿液貯槽中。堿液用泵送到旋流塔頂部噴下，在旋流板中與從塔底部進(jìn)入、上升的氧化氮?dú)怏w充分接觸，經(jīng)過反應(yīng)，流入貯槽。貯槽、泵及輸送管道形成一個(gè)堿液循環(huán)系統(tǒng)。待中和液比重達(dá)到一定范圍(大于350克/升)時(shí)送往蒸發(fā)、結(jié)晶、分離等后處理，最后制得產(chǎn)品硝酸鹽和亞硝酸鹽。為了降低堿液溫度，保證吸收率，在后一個(gè)旋流板塔的堿液循環(huán)系統(tǒng)中裝置一個(gè)用水冷卻的堿液冷卻器。
發(fā)明人注意到，一氧化氮氧化度的大小，直接影響吸收率，影響中和液中硝酸鹽與亞硝酸鹽的比例，還影響產(chǎn)品亞硝酸鹽的質(zhì)量，因此，應(yīng)當(dāng)控制該氧化度在40%至60%，最好是50%。發(fā)明人還注意到，在旋流板塔中氧化氮濃度高對(duì)吸收率是有利的。為了防腐蝕、合理設(shè)計(jì)工藝流程、節(jié)省材料，循環(huán)泵及旋流板塔塔體采用不銹鋼制成，堿液循環(huán)槽及換熱裝置采用碳鋼制作。
本發(fā)明方法的主要工藝參數(shù)為旋流板塔空塔氣速1.3米/秒至1.9米/秒，穿孔氣流速度7米/秒至9米/秒，氣體的穿孔動(dòng)能因子7千克 1/2 /米 1/2 ·秒至8千克 1/2 /米 1/2 ·秒，塔內(nèi)液氣比8升/米3至10.5升/米3，溢流口流速0.35米/秒至0.4米/秒，溢流管流速0.7米/秒至0.8米/秒，堿液堿度50克/升至100克/升，氣體出口溫度低于50℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用了一種高效的傳質(zhì)設(shè)備旋流板塔直接吸收濃氧化氮?dú)怏w制造硝酸鹽和亞硝酸鹽，生產(chǎn)強(qiáng)度高，系統(tǒng)阻力小，吸收率高(現(xiàn)有技術(shù)所用的填料塔吸收率僅為60%至70%而本發(fā)明中所用旋流板塔吸收率達(dá)85%至95%)，設(shè)備占地面積小，單位產(chǎn)量投資僅為現(xiàn)有技術(shù)的 1/37 左右，吸收容積利用率是現(xiàn)有技術(shù)的 1/82 左右。流程簡(jiǎn)捷，建設(shè)周期短。
附圖是本發(fā)明方法的工藝流程圖，流程中主要設(shè)備包括氧化罐(1)第一旋流板塔(2)，第二旋流板塔(3)，堿液冷卻器(4)，堿液循環(huán)泵(5)和(6)堿液貯槽(7)和(8)，堿液高位槽(9)，來自氨催化氧化的濃氧化氮?dú)怏w經(jīng)過氧化罐限量氧化，控制一定氧化度后進(jìn)入第一旋流板塔(2)，被堿液吸收然后又進(jìn)入第二旋流板塔(3)，被堿液再次吸收后通過排風(fēng)機(jī)排出。來自溶液槽的堿液先存入高位槽(9)然后補(bǔ)充到循環(huán)堿液中去。循環(huán)堿液用泵(5)和(6)從貯槽內(nèi)抽出通過輸送管進(jìn)入吸收設(shè)備旋流板塔，在旋流板上與氣體充分接觸，完成反應(yīng)后流入貯槽(7)和(8)。第二旋流板塔(3)的循環(huán)堿液還須經(jīng)過堿液冷卻器(4)用水間接冷卻，以降低堿液溫度，達(dá)到比重的中和液由泵(5)送至蒸發(fā)器高位槽，進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶、分離等后處理。
本發(fā)明方法典型的實(shí)施例是年產(chǎn)硝酸鈉和亞硝酸鈉2.3萬(wàn)噸，氣體處理量為每小時(shí)11942標(biāo)準(zhǔn)立方米，該氣體中含氧化氮9～11%，先經(jīng)過一個(gè)不銹鋼制成的氧化罐(直徑3000毫米)，經(jīng)限量氧化控制氧化度在48%～50%，然后進(jìn)入第一旋流板塔，該塔旋流板數(shù)為5塊，直徑2000毫米，高10.98米。塔下部緊接直徑4000毫米的堿液貯槽，在第一旋流板塔中約有48%的氧化氮被堿液吸收。接著，氣體進(jìn)入第二旋流板塔，該塔旋流板數(shù)為9塊，另有除霧板1塊，直徑2000毫米，高15.98米塔下部緊接直徑4000毫米的堿液貯槽，在第二旋流板塔中約有72%的氧化氮被堿液吸收。系統(tǒng)總吸收率可達(dá)85.5%至95%，吸收后的尾氣溫度低于48℃，氧化氮含量低于0.9%。經(jīng)排風(fēng)機(jī)、再經(jīng)尾氣吸收塔處理后放空。堿液來自溶堿槽進(jìn)入直徑3000毫米高2500毫米的高位槽，然后補(bǔ)充到循環(huán)堿液中去。循環(huán)堿液泵分別為兩臺(tái)6BA-8型泵和兩臺(tái)S-200-63型泵，堿液冷卻器為傳熱面積125米2的列管式換熱器，循環(huán)堿液體積流量為157米3/小時(shí)，當(dāng)中和液比重達(dá)到1.23克/毫升～1.245克/毫升，堿度為3克/升至5克/升時(shí)即送往蒸發(fā)進(jìn)行后處理。
權(quán)利要求
1.制造硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法，該方法是用堿的水溶液在吸收設(shè)備中吸收氧化氮?dú)怏w制得中和液，然后將達(dá)到一定含量的硝酸鹽和亞硝酸鹽溶液經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶、分離等后處理制得成品硝酸鹽或亞硝酸鹽。本發(fā)明的特征在于包括方法中所用的氧化氮?dú)怏w是含量高于3%(以體積計(jì))的濃氧化氮?dú)怏w，該氣體中一氧化氮在進(jìn)入吸收設(shè)備之前進(jìn)行限量氧化，用于吸收的設(shè)備是板式塔。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于氧化氮?dú)怏w由氨經(jīng)催化氧化制得，正常情況下濃度為6%至12%。
3.按照權(quán)利要求
1和2所述的方法，其特征在于氣體中一氧化氮的氧化度控制在40%至60%。
4.按照權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于氣體中一氧化氮的限量氧化可以通過在特別設(shè)置的氧化設(shè)備內(nèi)，也可以通過在氣體冷卻設(shè)備后的管道內(nèi)用不同節(jié)點(diǎn)取氣主、副線的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
5.按照權(quán)利要求
1至3所述的方法，其特征在于用作吸收設(shè)備的是兩個(gè)串聯(lián)使用的旋流板塔。
6.按照權(quán)利要求
5所述的方法，其特征在于兩個(gè)串聯(lián)的旋流板塔各有一套由貯槽、泵及輸送管道組成的堿液循環(huán)系統(tǒng)。
7.按照權(quán)利要求
5和6所述的方法，其特征在于后一個(gè)旋流板塔的堿液循環(huán)系統(tǒng)中還有一個(gè)用水冷卻的堿液冷卻器。
8.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所用的堿可按所制造的硝酸鹽和亞硝酸鹽來選擇，通常采用碳酸鈉來生產(chǎn)硝酸鈉和亞硝酸鈉。
專利摘要
用濃氧化氮制造硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法。本發(fā)明屬于用堿的水溶液吸收氧化氮?dú)怏w制造硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法，目的在于提供一種可直接吸收濃氧化氮?dú)怏w，生產(chǎn)強(qiáng)度高、吸收率高、阻力小、投資省、易施工的生產(chǎn)方法。本方法是將含量高于3％的氧化氮?dú)怏w限量氧化，控制一定氧化度后在板式塔中被堿液吸收制成中和液，再經(jīng)后處理制得成品。本發(fā)明可用于直接吸收氨氧化后的濃氧化氮?dú)怏w生產(chǎn)硝酸和亞硝酸的鈉鹽、鉀鹽等。
文檔編號(hào)C01B21/50GK85102492SQ85102492
公開日1986年9月24日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者韓鋼鑄, 楊文漢, 蘭慶嵩 申請(qǐng)人:貴州劍江化肥廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan