CN102580591A - 配制硝酸水溶液的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明配制硝酸水溶液的设备涉及一种化学或物理领域通用的稀释设备，其优点在于：该设备可以用于配制任意浓度的硝酸水溶液，而且在配制过程中，不会有NO2气体排到环境中去，NO2气体通过与水反应生成了硝酸进行了再利用。本发明包括鼓风机、气液分离器、酸配制罐、稀酸储存罐、稀酸循环泵和喷射器，在酸配制罐开设有空气入口和气体出口，其中：鼓风机出口与气液分离器的气液混合物入口相连，气液分离器的气体出口与酸配制罐的空气入口相连，酸配制罐的气体出口与喷射器的被抽介质入口相连，喷射器的出口与稀酸储存罐入口相连，稀酸储存罐出口与稀酸循环泵入口相连，稀酸循环泵出口与喷射器工作介质入口相连。

Description

配制硝酸水溶液的设备
技术领域
本发明涉及一种化学或物理领域通用的稀释设备，特别是涉及一种用于配制硝酸水溶液的设备。
背景技术
硝酸(nitric acid)分子式为HNO3，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。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，中和法生产的硝酸铵需37-43％硝酸作为原料，而加压法生产的硝酸铵需60％硝酸作为原料，民爆业需80-82％硝酸，IT行业需要68％硝酸，钢铁清洗业多需求30-40％硝酸。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位稀硝酸，其浓度为3-5％，但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，在配制硝酸水溶液过程中，水和浓硝酸或水和稀硝酸混合会产生热量，造成少量硝酸分解，反应式为2HNO3＝H2O+2NO2，从而产生大量红综色NO2气体进入环境，造成污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种配制硝酸水溶液的设备，该设备可以用于配制任意浓度的硝酸水溶液，而且在配制过程中，不会有NO2气体排到环境中去，NO2气体通过与水反应生成了硝酸进行了再利用。
一种配制硝酸水溶液的设备，包括鼓风机、气液分离器、酸配制罐、稀酸储存罐、稀酸循环泵和喷射器，酸配制罐开设有空气入口、用于稀释的液体入口、待稀释液体入口和气体出口，其中：空气入口、用于稀释的液体入口、待稀释液体入口和气体出口均位于距酸配制罐底部2/3罐体高度以上的罐体上，鼓风机出口与气液分离器的气液混合物入口相连，气液分离器的气体出口与酸配制罐的空气入口相连，酸配制罐的气体出口与喷射器的被抽介质入口相连，喷射器的出口与稀酸储存罐入口相连，稀酸储存罐出口与稀酸循环泵入口相连，稀酸循环泵出口与喷射器工作介质入口相连。
本发明配制硝酸水溶液的设备的工作状态如下：在配制硝酸水溶液时，待稀释的硝酸或浓硝酸溶液由待稀释液体入口进入酸配制罐，稀释用的水或硝酸稀溶液由用于稀释的液体入口进入酸配制罐，在混合的过程中，当酸配制罐中有红棕色NO2气体生成时，打开鼓风机和稀酸循环泵，空气由鼓风机进入气液分离器，在气液分离器中空气中的水蒸汽成为液体从气液分离器的液体出口流出，除去水蒸汽的空气从气液分离器的气体出口经过酸配制罐的空气入口进入酸配制罐，同时在稀酸循环泵的作用下，预先存储在稀酸储存罐中的水被稀酸循环泵抽入喷射器，水作为喷射器中的工作介质被喷嘴高速喷入喷射器内的混合室，在混合室内形成负压，使得进入酸配制罐中的空气和在酸配制罐中生成的NO2气体被抽取到喷射器中，二者混合后进入稀酸储存罐，发生以下反应：3NO2+H2O＝2HNO3+NO，2NO+O2＝2NO2，即生成的NO2与水反应生成硝酸进行再利用。
本发明配制硝酸水溶液的设备，其中所述用于稀释的液体入口有1-2个，所述待稀释液体入口有1-2个。现有技术中硝酸生产方法如下：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为稀硝酸，其浓度为3-5％。一个用于稀释的液体入口通入浓度为3-5％的硝酸，一个待稀释液体入口通入浓度为98％的硝酸，浓度为60％的硝酸既可以作为待稀释液体，也可以作为用于稀释的液体，这取决于目标硝酸水溶液的浓度。
本发明配制硝酸水溶液的设备，其中所述酸配制罐距其底部2/3罐体高度以上的罐体上还开设有酸循环入口，酸配制罐距其底部1/3罐体高度以下的罐体上开设有酸循环出口，在酸配制罐的外部，酸循环出口和酸循环入口之间连接有酸循环泵。打开酸循环泵，酸配制罐中的溶液进行自循环，使混合的更均匀。
本发明配制硝酸水溶液的设备，其中所述酸配制罐的内部，距其底部1/3罐体高度以下安装有第一常规冷却水管；所述稀酸储存罐的内部，距其底部1/3罐体高度以下安装有第二冷却水管。第一、第二冷却水管均为常规冷却水管。硝酸稀释过程中产生热量，在冷却水管中通入冷却水，防止硝酸分解。
本发明配制硝酸水溶液的设备与现有技术不同之处在于：配制硝酸溶液过程中产生的红棕色NO2不被排到环境中，而是通过与水反应生成了硝酸进行了再利用，既保护了环境，又获得了有价值的产品。
下面结合附图对本发明配制硝酸水溶液的设备作进一步说明。
附图说明
图1为本发明配制硝酸水溶液的设备的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括鼓风机1、气液分离器2、酸配制罐3、酸循环泵4、稀酸储存罐5、稀酸循环泵6和喷射器7，酸配制罐3和稀酸储存罐5底部分别设有第一、第二冷却水管(37、51)，在酸配制罐3顶部开设有空气入口31、用于稀释的液体入口32、待稀释液体入口2个(33、33’)、气体出口34和酸循环入口35，酸配制罐3底部开设有酸循环出口36，用于稀释的液体入口32通入浓度为3-5％的稀硝酸溶液，待稀释液体入口33、33’分别通入浓度为98％的浓硝酸和浓度为60％的硝酸溶液，其中：鼓风机1出口与气液分离器2的气液混合物入口相连，气液分离器2的气体出口与酸配制罐3的空气入口31相连，在酸配制罐的外部，酸循环出口36和酸循环入口35之间连接有酸循环泵4，酸配制罐3的气体出口34与喷射器7的被抽介质入口相连，喷射器7的出口与稀酸储存罐5入口相连，稀酸储存罐5出口与稀酸循环泵6入口相连，稀酸循环泵6出口与喷射器7工作介质入口相连。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种配制硝酸水溶液的设备，其特征在于：包括鼓风机(1)、气液分离器(2)、酸配制罐(3)、稀酸储存罐(5)、稀酸循环泵(6)和喷射器(7)，酸配制罐(3)开设有空气入口(31)、用于稀释的液体入口(32)、待稀释液体入口(33)和气体出口(34)，其中：空气入口(31)、用于稀释的液体入口(32)、待稀释液体入口(33)和气体出口(34)均位于距酸配制罐底部2/3罐体高度以上的罐体上，鼓风机(1)出口与气液分离器(2)的气液混合物入口相连，气液分离器(2)的气体出口与酸配制罐(3)的空气入口(31)相连，酸配制罐(3)的气体出口(34)与喷射器(7)的被抽介质入口相连，喷射器(7)的出口与稀酸储存罐(5)入口相连，稀酸储存罐(5)出口与稀酸循环泵(6)入口相连，稀酸循环泵(6)出口与喷射器(7)工作介质入口相连。
2.根据权利要求1所述的配制硝酸水溶液的设备，其特征在于：所述用于稀释的液体入口(32)有1-2个，所述待稀释液体入口(33)有1-2个。
3.根据权利要求1所述的配制硝酸水溶液的设备，其特征在于：所述酸配制罐(3)距其底部2/3罐体高度以上的罐体上还开设有酸循环入口(35)，酸配制罐(3)距其底部1/3罐体高度以下的罐体上开设有酸循环出口(36)，在酸配制罐的外部，酸循环出口(36)和酸循环入口(35)之间连接有酸循环泵(4)。
4.根据权利要求1或2所述的配制硝酸水溶液的设备，其特征在于：所述空气入口(31)、用于稀释的液体入口(32)、待稀释液体入口(33)和气体出口(34)均位于酸配制罐(3)顶部。
5.根据权利要求3所述的配制硝酸水溶液的设备，其特征在于：所述酸循环入口(35)位于酸配制罐(3)顶部，酸循环出口(36)位于酸配制罐(3)底部。
6.根据权利要求5所述的配制硝酸水溶液的设备，其特征在于：所述酸配制罐(3)的内部，距其底部1/3罐体高度以下安装有第一冷却水管(37)；所述稀酸储存罐(5)的内部，距其底部1/3罐体高度以下安装有第二冷却水管(51)。
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