CN103395758B - 一种配制硝酸水溶液的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配制硝酸水溶液的装置，包括配酸槽、酸冷却器、酸循环槽和喷射器，所述的配酸槽开有气体出口、脱色剂加料口、稀酸加料口、浓酸加料口、循环酸出口和循环酸入口，所述的酸冷却器的被冷却介质入口与配酸槽的循环酸出口通过循环泵连通，酸冷却器的被冷却介质出口与配酸槽的循环酸入口连通，所述的配酸槽的气体出口与喷射器的被抽介质入口连通，喷射器出口与酸循环槽连通，所述的酸循环槽出口通过抽负泵与喷射器的介质入口连通。本发明能够配制得到产品质量外观合格的硝酸产品，本发明具有维修方便，副产的酸雾少，安全环保性好，采用的脱色方法为直接加入脱色剂，脱色效果好，易控制，整套装置制作投入成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种配制硝酸水溶液的装置。
背景技术
硝酸（分子式：HNO3）是一种强酸，纯硝酸为无色液体，沸点83℃，在-42℃时凝结为无色晶体，与水混溶，有强氧化性和腐蚀性，根据水溶液中硝酸的质量分数不同，可分为98酸、97酸、68酸、62酸、50酸、40酸等，广泛用于制造、涂料、医药、印染、橡胶、塑料、冶金、国防等行业。
目前，大多数企业采用98%的浓硝酸与水进行混合配比，生产不同浓度的硝酸。用水与98%硝酸按比例简单混合。缺点是：98酸稀释过程，为放热反应，酸温上涨非常快，大量热量释放，伴随着大量的酸雾产生且难以回收利用，环境污染大，且成品酸因NO2含量高呈红棕色，导致出现外观不达标现象。
中国专利CN102580591《一种配制硝酸水溶液的设备》公开了一种配制不同浓度硝酸的生产设备，其在一定程度上解决了配制过程中产生酸雾污染环境的问题，但是其将冷却器放置在罐体中，若冷却器出现故障需要维持时，不仅需要将酸配制罐内的硝酸水溶液排放掉，而且需进入罐体内进行维修，存在维修不便的问题，另外，该硝酸生产设备的进料位置设置在罐体顶部，混合不充分，物料在下降过程中就发生放热反应，在整个槽体内反应范围大。此外浓硝酸与水的混合，放热最大，产生的红棕色二氧化氮气体含量高，虽然配酸槽设有尾气回收装置快速移除氮氧化气体，但是氮氧化气体在冷却过程中还会有部分融入到硝酸中，造成成品酸因NO2含量高呈红棕色，导致出现外观不达标的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够配制得到产品质量外观合格的硝酸，设备维修方便，副产的酸雾少，操作易控制，安全环保性好，整套装置制作投入成本低的配制硝酸水溶液的装置，以解决上述现有技术中存在的问题。
解决上述技术问题的技术方案是：一种配制硝酸水溶液的装置，包括配酸槽、酸冷却器、酸循环槽和喷射器，所述的配酸槽开有气体出口、脱色剂加料口、稀酸加料口、浓酸加料口、循环酸出口和循环酸入口，所述的酸冷却器的被冷却介质入口与配酸槽的循环酸出口通过循环泵连通，酸冷却器的被冷却介质出口与配酸槽的循环酸入口连通，所述的配酸槽的气体出口与喷射器的被抽介质入口连通，喷射器出口与酸循环槽连通，所述的酸循环槽出口通过抽负泵与喷射器的介质入口连通。
所述的脱色剂加料口和气体出口设置在配酸槽顶部，所述的稀酸加料口和浓酸加料口设置在配酸槽1/3高度以下的槽体侧壁上，所述的循环酸出口设置在配酸槽1/5高度以下的槽体侧壁上，所述的循环酸入口设置在配酸槽4/5高度以上的槽体侧壁上。
所述的稀硝酸加料口和浓硝酸加料口位于同一侧槽体侧壁上，稀硝酸加料口和浓硝酸加料口的垂直距离为0.1-0.2m。
本发明的进一步技术方案是：该配制硝酸水溶液的装置还包括N个酸成品槽和与酸成品槽配套的N个酸高位槽，所述的酸成品槽开有成品酸入口、成品酸出口和成品酸回流口，所述的高位槽开有硝酸入口、硝酸出口和硝酸溢流口，所述的酸成品槽的成品酸入口通过循环泵与配酸槽的循环酸出口连通，所述的高位槽的硝酸入口与酸成品槽的成品酸出口通过抽酸泵连通，高位槽的硝酸溢流口和硝酸出口均与高位槽的成品酸回流口连通，N的取值为1-10的整数。
所述的成品酸入口和成品酸回流口设置在酸成品槽4/5高度以上的槽体侧壁上，成品酸出口设置在酸成品槽1/5高度以下的槽体侧壁上，所述的硝酸入口设置在高位槽顶部，硝酸溢流口设置在高位槽4/5高度以上的槽体侧壁上，硝酸出口设置在高位槽1/5高度以下的槽体侧壁上。
本发明之一种配制硝酸水溶液的装置由于采用上述结构，具有以下有益效果：
1、能够配制任意浓度且产品外观达标的硝酸产品。本发明的配酸槽上开有脱色剂加料口，通过添加脱色剂，能够对硝酸进行脱色处理，操作简便且脱色效果较好，通过实施本发明能够制备出产品质量外观合格的硝酸。
2、维修方便，配酸过程放热少，反应范围小，产生的红棕色二氧化氮气体的量少。本发明是在配酸槽外部设置循环酸冷却器，不仅起到冷却循环酸的作用，而且对出现各种设备故障，能够及时发现并方便维修；此外，本发明配酸槽的稀酸加料口、浓酸加料口均是设置在配酸槽的侧壁，且稀酸加料口、浓酸加料口位置接近，与加料口设置在槽体顶部相比，反应充分时间短，局部反应放热，反应范围小，减少红棕色二氧化氮气体的产生量。
3、副产的酸雾回收方便，环保性好。预先存储在循环槽内的液体（水或稀酸）被抽负泵抽入喷射器，水作为喷射器的工作介质被喷嘴高速喷入喷射器的内混合室内，在混合室内形成负压，配酸过程中配酸槽中产生的酸雾NO2进入喷射器，与水混合形成硝酸水溶液。一方面可以减少酸雾对大气污染，另一方面回收的酸雾可用于生产硝酸水溶液，实现环境保护和生产发展双赢。
4、整套装置制作成本低，易控制。创新采用直接加入脱色剂方法，突破传统的采用空气漂白的方法，减少空气处理和空气加入所需的设备，整套装置的生产设备结构简单，可节省制作成本，而且生产工艺流程简洁，生产操作与控制都非常简单和方便。
本装置的生产设备结构简单，可节省制作成本，而且生产工艺流程简洁，容易操作和控制。
下面，结合附图和实施例对本发明之配制硝酸水溶液的装置的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：本发明之一种配制硝酸水溶液的装置结构示意图。
图中：
1-循环泵，2-配酸槽，21-循环酸出口，22-稀酸加料口，23-浓酸加料口，24-循环酸入口，25-气体出口，26-脱色剂加料口，3-酸冷却器，31-被冷却介质出口，32-被冷却介质入口，4-抽负泵，5-酸循环槽，51-酸循环槽出口，6-喷射器，61-喷射器出口，62-被抽介质入口，63-喷射器的介质入口，7-酸成品槽，71-成品酸入口，72-成品酸回流口，73-成品酸出口，8-抽酸泵，9-酸高位槽，91-硝酸入口，92-硝酸溢流口，93-硝酸出口。
具体实施方式
实施例1：一种配制硝酸水溶液的装置，如图1所示，包括配酸槽2、酸冷却器3、酸循环槽5和喷射器6，所述的配酸槽开有气体出口25、脱色剂加料口26、稀酸加料口22、浓酸加料口23、循环酸出口21和循环酸入口24，所述的酸冷却器的被冷却介质入口32与配酸槽的循环酸出口通过循环泵1连通，酸冷却器的被冷却介质出口31与配酸槽的循环酸入口连通，所述的配酸槽的气体出口与喷射器的被抽介质入口62连通，喷射器出口61与酸循环槽5连通，所述的酸循环槽出口51通过抽负泵4与喷射器的介质入口63连通。
该配制硝酸水溶液的装置还包括N个酸成品槽7和与酸成品槽配套的N个酸高位槽9，所述的酸成品槽开有成品酸入口71、成品酸出口73和成品酸回流口72，所述的高位槽开有硝酸入口91、硝酸出口93和硝酸溢流口92，所述的酸成品槽的成品酸入口71通过循环泵1与配酸槽的循环酸出口21连通，所述的高位槽的硝酸入口91与酸成品槽的成品酸出口73通过抽酸泵8连通，高位槽的硝酸溢流口和硝酸出口均与高位槽的成品酸回流口连通，N=2。
所述的脱色剂加料口和气体出口设置在配酸槽顶部，所述的稀酸加料口和浓酸加料口设置在配酸槽1/3高度以下的槽体侧壁上，稀硝酸加料口和浓硝酸加料口位于同一侧槽体侧壁上，稀硝酸加料口和浓硝酸加料口的垂直距离为0.1-0.2m。所述的循环酸出口设置在配酸槽1/5高度以下的槽体侧壁上，所述的循环酸入口设置在配酸槽4/5高度以上的槽体侧壁上。
所述的成品酸入口和成品酸回流口设置在酸成品槽4/5高度以上的槽体侧壁上，成品酸出口设置在酸成品槽1/5高度以下的槽体侧壁上，所述的硝酸入口设置在高位槽顶部，硝酸溢流口设置在高位槽4/5高度以上的槽体侧壁上，硝酸出口设置在高位槽1/5高度以下的槽体侧壁上。
作为本实施例的一种变换，所述的酸成品槽和酸高位槽的数量N可以根据实际需要确定，N的取值一般为1-10的整数。所述的硝酸生产装置也可以不设置酸成品槽和与酸成品槽配套的酸高位槽，得到的目标物硝酸直接罐装出售。所述的各个槽体（配酸槽、酸成品槽和酸高位槽）各种物质的进口和出口的位置也可以根据实际生产需要变动。
Claims (4)
1.一种配制硝酸水溶液的装置，其特征在于：包括配酸槽（2）、酸冷却器（3）、酸循环槽（5）和喷射器（6），所述的配酸槽开有气体出口（25）、脱色剂加料口（26）、稀酸加料口（22）、浓酸加料口（23）、循环酸出口（21）和循环酸入口（24），所述的酸冷却器的被冷却介质入口（32）与配酸槽的循环酸出口通过循环泵（1）连通，酸冷却器的被冷却介质出口（31）与配酸槽的循环酸入口连通，所述的配酸槽的气体出口与喷射器的被抽介质入口（62）连通，喷射器出口（61）与酸循环槽（5）连通，所述的酸循环槽出口（51）通过抽负泵（4）与喷射器的介质入口（63）连通，所述的脱色剂加料口和气体出口设置在配酸槽顶部，所述的稀酸加料口和浓酸加料口设置在配酸槽1/3高度以下的槽体侧壁上，所述的循环酸出口设置在配酸槽1/5高度以下的槽体侧壁上，所述的循环酸入口设置在配酸槽4/5高度以上的槽体侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种配制硝酸水溶液的装置，其特征在于：所述的稀硝酸加料口和浓硝酸加料口位于同一侧槽体侧壁上，稀硝酸加料口和浓硝酸加料口的垂直距离为0.1-0.2m。
3.根据权利要求1或2所述的一种配制硝酸水溶液的装置，其特征在于：该配制硝酸水溶液的装置还包括N个酸成品槽（7）和与酸成品槽配套的N个酸高位槽（9），所述的酸成品槽开有成品酸入口（71）、成品酸出口（73）和成品酸回流口（72），所述的高位槽开有硝酸入口（91）、硝酸出口（93）和硝酸溢流口（92），所述的酸成品槽的成品酸入口通过循环泵（1）与配酸槽的循环酸出口连通，所述的高位槽的硝酸入口与酸成品槽的成品酸出口通过抽酸泵（8）连通，高位槽的硝酸溢流口和硝酸出口均与高位槽的成品酸回流口连通，N的取值为1-10的整数。
4.根据权利要求3所述的一种配制硝酸水溶液的装置，其特征在于：所述的成品酸入口和成品酸回流口设置在酸成品槽4/5高度以上的槽体侧壁上，成品酸出口设置在酸成品槽1/5高度以下的槽体侧壁上，所述的硝酸入口设置在高位槽顶部，硝酸溢流口设置在高位槽4/5高度以上的槽体侧壁上，硝酸出口设置在高位槽1/5高度以下的槽体侧壁上。
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