CN104108734B - 一种利用硝酸尾气制备硝酸镁溶液的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的方法，包括将硝酸尾气经洗涤塔洗涤后与水分别喷入氧化镁表面形成溶液；将压缩空气均匀地通入进行搅拌生成硝酸鎂溶液；硝酸鎂溶液经过滤后再进入洗涤塔内重复生成硝酸鎂溶液，以提高其浓度；沉淀8－10小时后过滤，即得成品硝酸鎂溶液。本发明另一个目的提供了其装置。本发明利用常压、加压法生产稀硝酸产生的尾气中含有大量的NO、NO2等氮氧化物，经洗涤塔洗涤去除杂质后，与水、压缩空气一同加入氧化镁中，使氮氧化物、水及氧气与氧化镁配的碱性悬浊液进行反应，直接生成硝酸镁溶液。本反应温和，不会产生酸雾以及氮氧化物危害人身安全与污染环境，既环保又能逐步提高硝酸镁浓度至40%。

Description

一种利用硝酸尾气制备硝酸镁溶液的方法及其装置
技术领域
本发明涉及硝酸鎂的制备技术领域，具体涉及一种利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的方法及其装置。
背景技术
硝酸生产在常压下用酸吸收氮氧化物，酸吸收率一般在90-92%，加压下酸吸收率可达96-99%，但不能完全吸收。因此，硝酸生产排出的尾气中含有相当数量的氮氧化物（NOX）,这些氮氧化物随尾气散入大气后，危害人、畜及农作物，并腐蚀建筑物和其他设施。一个日产400吨硝酸的装置，其尾气量为40000NM3/小时，其含氮氧化物为0.04-0.3%，即1600-12000 NM3/小时,对周围环境造成严重污染。另外，尾气中氮氧化物的流失还使每吨硝酸的氨消耗量增加，同时会使硝酸产量减少，故必须对硝酸尾气进行处理。
根据硝酸尾气含量分析，除了氮氧化物外，其中还含占体积3-5.5%氧气和少量酸雾和水分、氮气。本文利用轻质氧化镁配制成碱性悬浊液，在含氧条件下与氮氧化物生成硝酸镁溶液。放空气中NOX含量低于200PPM达标排放，节能环保且节约生产成本。
由于硝酸鎂溶液在工农业中用途广泛，故生成的硝酸镁溶液可直接或提浓后使用，尤其可作为脱水剂应用于间硝生产装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明利用常压、加压稀硝酸生产装置产生的尾气代替稀硝酸，提供一种反应温和、对环境友好的利用氨氧化气生产硝酸鎂溶液的制备方法及其装置。
本发明的技术方案如下：
一种利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的方法，包括如下步骤：
（1）将硝酸尾气经洗涤塔洗涤后与水分别喷入氧化镁表面形成溶液；
（2）将压缩空气均匀地通入（1）中溶液中进行搅拌生成硝酸鎂溶液，并调其pH值为中性；
（3）硝酸鎂溶液经过滤后再进入洗涤塔内重复（1）、（2）步骤操作，以提高硝酸鎂溶液的浓度，直至反应结束为止；
（4）沉淀8－10小时后过滤，即得成品硝酸鎂溶液。
进一步，所述步骤（1）中洗涤塔的排放尾气中氮氧化物的含量小于200PPm。
进一步，所述步骤（1）中洗涤塔内压力为0.03-0.08MPa，其底部温度为30-60℃，顶部温度为20-50℃。
进一步，所述步骤（2）中反应温度为20-60℃。
本发明利用常压、加压法生产稀硝酸产生的尾气中含有大量的NO、NO2等氮氧化物，经洗涤塔洗涤去除杂质后，与水、压缩空气一同加入氧化镁（MgO）中，使NO、NO2氮氧化物及压缩空气中的氧气与氧化镁配的碱性悬浊液进行反应，直接生成硝酸镁溶液。然后通过将生成的硝酸镁溶液回流到洗涤塔重新加入氧化镁中，达到提高硝酸镁溶液的浓度。
本发明是根据需要配制的硝酸鎂溶液浓度和重量，再根据硝酸尾气中NO、NO2 、H2O的含量，然后确定需加H2O、空气、氧化镁（MgO）的量。其反应方程式如下：
2NO＋O2=2NO2
3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
生成的NO不断地被压缩空气中的O2氧化为NO2，再生成酸，使反应充分，合并方程式为2H2O +4NO2 +O2=4HNO3；
生成的稀硝酸再与氧化镁（MgO）反应，生成硝酸鎂，方程式如下：
MgO+2HNO3 =Mg(NO3)2+ 2H2O
本发明的另一个发明目的是提供一种实现上述利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的装置，包括洗涤塔，所述洗涤塔的底部连接有硝酸尾气管，所述洗涤塔底部的出料口与稀镁槽的上端连接，所述稀镁槽分别与压缩空气管、水槽连接；所述稀镁槽的出口端依次通过精滤器、溶液泵与洗涤塔的顶端连接。
进一步，所述稀镁槽内部水平设有空气分布器，所述空气分布器与压缩空气管连通。
进一步，所述溶液泵与洗涤塔之间设有输送硝酸鎂溶液的出料管。
本发明的有益效果：
1、本发明充分利用常压、加压稀硝酸生产装置的产生的尾气中含NOX气体特性，使NOX及压缩空气中的氧气与氧化镁配的碱性悬浊液进行反应，直接生成硝酸镁溶液。本反应温和，不会产生酸雾以及氮氧化物危害人身安全与污染环境，既环保又能逐步提高硝酸镁浓度至40%。
2、生成的硝酸鎂溶液通过再返回循环参与反应而达到提浓的目的，从而使其达到最终的指标。
3、本反应中硝酸尾气中NO利用率高，且反应彻底，放空气中NOX含量低于200PPM达标排放，节能环保且节约生产成本。
4、本发明通过加入压缩空气起到搅拌与供氧作用。
附图说明
以下结合附图与实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-洗涤塔，2-硝酸尾气管，3-压缩空气管，4-稀镁槽，5-空气分布器，6-精滤器，7-溶液泵，8-出料管，9-水槽。
具体实施方式
实施例一： 
一种利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的方法，包括如下步骤：
（1）将硝酸尾气经洗涤塔洗涤后与水分别喷入氧化镁表面形成溶液；洗涤塔内压力为0.03MPa，其底部温度为30℃，顶部温度为20℃；洗涤塔的排放尾气中氮氧化物的含量小于200PPm。
（2）将压缩空气均匀地通入（1）中温度为20℃的溶液中进行搅拌生成硝酸鎂溶液，并调其pH值为中性；
（3）硝酸鎂溶液经过滤后再进入洗涤塔内重复（1）、（2）步骤操作，以提高硝酸鎂溶液的浓度，直至反应结束为止；
（4）沉淀8小时后过滤，即得成品硝酸鎂溶液。
实施例二：
一种利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的方法，包括如下步骤：
（1）将硝酸尾气经洗涤塔洗涤后与水分别喷入氧化镁表面形成溶液；洗涤塔内压力为0.05MPa，其底部温度为40℃，顶部温度为20℃；洗涤塔的排放尾气中氮氧化物的含量小于200PPm。
（2）将压缩空气均匀地通入（1）中温度为40℃的溶液中进行搅拌生成硝酸鎂溶液，并调其pH值为中性；
（3）硝酸鎂溶液经过滤后再进入洗涤塔内重复（1）、（2）步骤操作，以提高硝酸鎂溶液的浓度，直至反应结束为止；
（4）沉淀9小时后过滤，即得成品硝酸鎂溶液。
实施例三：
一种利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的方法，包括如下步骤：
（1）将硝酸尾气经洗涤塔洗涤后与水分别喷入氧化镁表面形成溶液；洗涤塔内压力为0.08MPa，其底部温度为60℃，顶部温度为50℃；洗涤塔的排放尾气中氮氧化物的含量小于200PPm。
（2）将压缩空气均匀地通入（1）中温度为60℃的溶液中进行搅拌生成硝酸鎂溶液，并调其pH值为中性；
（3）硝酸鎂溶液经过滤后再进入洗涤塔内重复（1）、（2）步骤操作，以提高硝酸鎂溶液的浓度，直至反应结束为止；
（4）沉淀10小时后过滤，即得成品硝酸鎂溶液。
实施例四：
如图1所示，一种实现上述利用硝酸尾气制备硝酸鎂溶液的装置，包括洗涤塔1，所述洗涤塔1的底部连接有硝酸尾气管2，所述洗涤塔1底部的出料口与稀镁槽4的上端连接，所述稀镁槽4分别与压缩空气管3、水槽9连接；压缩空气管3与水平设于稀镁槽4内部的空气分布器5连接；所述稀镁槽4的出口端依次通过精滤器6、溶液泵7与洗涤塔1的顶端连接。
进一步，所述溶液泵7与洗涤塔1之间设有输送硝酸鎂溶液的出料管8。
将水槽9内加入一定量的水，将硝酸尾气通过硝酸尾气管2进入洗涤塔1中洗涤去杂后进入稀镁槽4内，同时将水槽9内的水与经压缩空气管3输送来的压缩空气一同导入稀镁槽4中，共同反应生成硝酸镁溶液；同时压缩空气还通过空气分布器5对稀镁槽4内的溶液进行搅拌，使其PH值均匀。然后硝酸镁溶液通过精滤器6过滤后再经溶液泵7进入洗涤塔1内，再重复前述工作，进一步提高硝酸镁溶液浓度，再将其成品从出料管12引出装车。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用硝酸尾气制备硝酸镁溶液的装置，其特征在于：包括洗涤塔（1），所述洗涤塔（1）的底部连接有硝酸尾气管（2），所述洗涤塔（1）底部的出料口与稀镁槽（4）的上端连接，所述稀镁槽（4）分别与压缩空气管（3）、水槽（9）连接；所述稀镁槽（4）的出口端依次通过精滤器（6）、溶液泵（7）与洗涤塔（1）的顶端连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述稀镁槽（4）内部水平设有空气分布器（5），所述空气分布器（5）与压缩空气管（3）连通。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述溶液泵（7）与洗涤塔（1）之间设有输送硝酸镁溶液的出料管（8）。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述洗涤塔（1）的顶端排放的尾气中氮氧化物的含量小于200ppm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述洗涤塔（1）内压力为0.03-0.08MPa，其底部温度为30-60℃，顶部温度为20-50℃。
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